1.2  焊接应力研究的国内外研究现状

1.2.1 模型法的研究概况

1.2.2  焊接应力测量研究概况

1.3  课题研究的内容

本课题针对不同金属材料的拘束度的焊接钢结构，开展应力、应变检测。通过研究焊接结构特点、金属材料对焊接结构的影响、焊接应力对焊接结构的影响等，结合相关建筑标准，利用相似原理设计钢结构的模型试验，采用盲孔法测量拘束焊接残余应力，并且对多层多道焊进行单层焊接应力、应变测量，对不同焊接钢结构的相关应力、应变数据进行分析归纳，总结出可供工程应用参考的结论。

2  应力应变测量方法及设备

随着计算机技术和实验技术的高速发展，使得的应力和变形测量技术也得到了高速的发展。变形测量技术也从传统的直尺、卷尺测量发展到高精确度的计算机识别测量，从接触式测量发展到了非接触测量。应力测量技术也随着计算机技术的引入越来越精确。本课题采用了三种较新的测量方法，具有打破局限性，高精确性，非接触性等特点。

2.1  应变的测量研究

通过应变量的测量可以知道由于焊接引起的外力作用引起钢结构局部的形状和尺寸的相对改变。在现有的方法中，应用电阻应变片测量焊接引起的应变比较成熟和精确度较高的一种方便。在进行模型试验和验证试样前，对电阻应变片的选择、粘贴、固化、测量、数据分析等都进行了试验和研究[21]。文献综述

2.1.1电阻应变片测量

电阻应变片测量小应变的技术已经非常成熟，通过应变片温度补偿可以减少测量误差，又因为测量精度高，成本较低，操作方便，目前广泛应用于科学研究和工程实践。也可以说是测量钢结构焊接变形较好的方法。

1、电阻应变片组成

电阻应变片是一种能把被测试件的应变变量转换成电阻变化量的检测元件。整个试验使用的是金属丝式应变片，电阻应变片结构如图2.1所示。整个电阻应变片由下面几个部分其功能：基底材料用于支撑敏感栅，使其能保持几何形状不变，同时使敏感栅和被粘试件之间具有良好的电绝缘性；敏感栅能把弹性体的应变转换成电阻变化；粘结剂是把敏感栅与基底黏合在一起，成为一个整体；覆盖层主要是保护敏感栅免受外界的机械损伤，同时防止环境温度、湿度及尘埃等的侵蚀；引出线是连接敏感栅与测量仪器，把应变片的电信号传到测量仪器内。应变片的每个组成元件的性能都能直接影响应变片的各项特性[22]。

图2.1电阻应变片结构

2.电阻应变片应变测量基本原理[23]

1）结构应变与电阻应变片的电阻变化率的关系

理想的电阻应变片，电阻应变片的长度变化率与电阻变化率成正比, 应变片粘贴在结构件上,结构测试部位的应变值等于电阻应变片长度变化率。电阻应变片电阻变化率与应变关系为“式(2.1)”所示：

                          (2.1)

K为电阻应变片灵敏系数，这项参数由厂家提供。R为应变片电阻；R’为应变片电阻的变化量；ε为应变片应变。

2）电压输出电桥

因为应变片电阻变化量很小, 一般采用桥式电路, 电阻应变片电阻变化量的信息通过使用应变仪测量测试电路输出电压获得。测试电路如图2.2所示。

图 2.2电压输出电桥来!自~优尔论-文|网www.youerw.com

如图所示，电压输出电桥的输出电压为“式(2.2)”：