Biến dạng và phương pháp đo

- Biến dạng ε: là tỉ số giữa độ biến thiên kích thước (Δl) và kích thước ban đầu (l).

(14.1)

Biến dạng gọi là đàn hồi khi mà ứng lực mất đi thì biến dạng cũng mất theo.

Biến dạng mà còn tồn tại ngay cả sau khi ứng lực mất đi được gọi là biến dạng dư.

- Giới hạn đàn hồi: là ứng lực tối đa không gây nên biến dạng dẻo vượt quá 2%, tính bằng kG/mm2. Ví dụ giới hạn đàn hồi của thép ~20 - 80 kG/mm2.

- Môđun Young (Y): xác định biến dạng theo phương của ứng lực.

(14.2)

F - lực tác dụng, kG.

S - tiết diện chịu lực. mm².

σ - ứng lực, s =F/S.

Đơn vị đo mođun Young là kG/mm2. Mođun Young của thép ~ 18.000 - 29.000 kG/mm2.

- Hệ số poison ν: hệ số xác định biến dạng theo phương vuông góc với lực tác dụng.

(14.3)

Trong vùng biến dạng đàn hồi ν ≈ 0,3.

Tác động của ứng lực gây ra sự biến dạng trong kết cấu chịu ứng lực. Giữa biến dạng và ứng lực có quan hệ chặt chẽ với nhau, bằng cách đo biến dạng ta có thể tính được ứng lực tác động lên kết cấu. Để đo biến dạng người ta sử dụng các cảm biến biến dạng hay còn gọi là đầu đo biến dạng.

Hiện nay sử dụng phổ biến hai loại đầu đo biến dạng:

- Đầu đo điện trở: đây là loại đầu đo dùng phổ biến nhất. Chúng được chế tạo từ vật liệu có điện trở biến thiên theo mức độ biến dạng, với kích thước nhỏ từ vài mm đến vài cm, khi đo chúng được dán trực tiếp lên cấu trúc biến dạng.

- Đầu đo dạng dây rung được dùng trong ngành xây dựng. Đầu đo được làm bằng một sợi dây kim loại căng giữa hai điểm của cấu trúc cần đo biến dạng. Tần số của dây rung là hàm của sức căng cơ học, tần số này thay đổi khi khoảng cách hai điểm nối thay đổi.

Trong chương này đề cập đến các đầu đo biến dạng thường dùng trong công nghiệp như đầu đo điện trở kim loại, đầu đo điện trở bán dẫn - áp điện trở, ứng suất kế dây rung và các đầu đo trong chế độ động.