復(fù)雜應(yīng)變場測量實(shí)驗(yàn)方法研究.pdf

1、開縫鋼板剪力墻、開孔鋼板剪力墻、圓孔蜂窩梁、梁腹板開圓孔節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)焊接處等，都存在復(fù)雜應(yīng)變場。鋼結(jié)構(gòu)中這些復(fù)雜應(yīng)變區(qū)域存在同向的二維或者三維應(yīng)變場以及低溫環(huán)境往往導(dǎo)致鋼材脆化、造成鋼結(jié)構(gòu)脆性破壞。因此復(fù)雜應(yīng)變場的產(chǎn)生機(jī)理有重要的研究意義。復(fù)雜應(yīng)變場的研究有很多，并形成了許多的理論方法。然而，只有少量的邊界條件和幾何形狀相對簡單的情形能夠得到彈性力學(xué)的解析解;更多的情況下需要用有限元法近似求解;而對于更復(fù)雜的情況往往就只能借助實(shí)驗(yàn)方法了。

2、事實(shí)上結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)分析方法非常重要:既可以對解析解進(jìn)行驗(yàn)證，還可以解決很多理論方法不能解決的復(fù)雜實(shí)際問題。本文研究復(fù)雜應(yīng)變場測量實(shí)驗(yàn)方法，并且通過基于重疊貼片法的復(fù)雜應(yīng)變場電測實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證本文方法的可行性。主要內(nèi)容如下:
　　1、歸納、總結(jié)常規(guī)電阻應(yīng)變測量技術(shù)，討論基于重疊貼片的電測法測量復(fù)雜應(yīng)變場的基本原理和測量方法。通過三個不同柵長的應(yīng)變片重疊的方法得到點(diǎn)應(yīng)變值，然后利用獲得的應(yīng)變實(shí)測值通過牛頓插值擬合某個軸上的復(fù)雜應(yīng)變場;模擬分析

3、發(fā)現(xiàn):對復(fù)雜應(yīng)變場中的一點(diǎn)，通過重疊粘貼多個不同柵長應(yīng)變片的方法比單片粘貼應(yīng)變片測量方法能更加準(zhǔn)確地反映出被測點(diǎn)的應(yīng)變值。而對于在測點(diǎn)區(qū)間外的測點(diǎn)（即外推的數(shù)據(jù)）誤差較大。所以，通過構(gòu)造牛頓插值多項(xiàng)式函數(shù)的應(yīng)變場測量方法需要進(jìn)行改進(jìn)。
　　2、在重疊三片貼片法的基礎(chǔ)上，模擬分析重疊四片和五片不同柵長應(yīng)變片的測量方法。得出了重疊粘貼四片應(yīng)變片測量效果最為理想的結(jié)論。
　　3、提出一種關(guān)于復(fù)雜應(yīng)變場測量的基于重疊貼片的雙三次樣條

4、插值曲面擬合方法。即通過重疊貼片的電測法得到復(fù)雜應(yīng)變場區(qū)域的點(diǎn)應(yīng)變值，再通過雙三次樣條插值的曲面擬合方法得到復(fù)雜應(yīng)變區(qū)域的應(yīng)變場。本文結(jié)果表明:通過重疊應(yīng)變片測量的方法得到獲得測點(diǎn)處高精度的應(yīng)變實(shí)測值，再利用雙三次樣條插擬合應(yīng)變場較最小二乘擬合的曲面場相對誤差小、效果更理想。
　　4、以一典型的帶孔拉伸板為實(shí)驗(yàn)對象，獲得重疊貼片的實(shí)測數(shù)據(jù);分別進(jìn)行最小二乘擬合與雙三次樣條插值曲面擬合求解應(yīng)變場;最后對ANSYS結(jié)果、實(shí)測數(shù)據(jù)、牛頓