عنوان :

مقاله تحلیل تجربی تنش

تعداد صفحات : ۴۶

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

تحقیق حاضر شامل ۵ فصل می باشد. روش‌های مختلف مکانیکی، الکتریکی و نوری را برای اندازه‌گیری کرنش در نقطه‌‌ای از یک سطح به کار می‌روند. یکی از متداول‌ترین روش‌ها استفاده از گیج (کرنش سنج) است. گیج‌های کرنش از سیم‌های نازک تشکیل شده‌اند. گیج سیمی، یک شبکه‌ی سیم نازک است که بین دو ورقه کاغذ مخصوص یا پلاستیک چسبانده شده است. به صورت عمودی کرنش سنج از دو پایه تشکیل شده است که این دو پایه به مدار مخصوص که عموماً پل و تستون می‌باشد وصل می‌گردد

هدف از انجام این آزمایش بدست آوردن کرنش محوری ایجاد شده در قطعه ، توسط Strain Gauge و مقایسه آن با نتایج تئوری می‌باشد.

فصل اول مقدمه‌ای بر روابط تنش و کرنش صفحه ا ی می باشد.

فصل دوم معرفی استرین گیج و انواع آن را توضیح می دهد.

فصل سوم اصل معادلات حاکم بر استرین گیج، فصل چهارم نحوه‌ی چسباندن استرین گیج  و فصل پنجم نحوه‌ی انجام آزمایش را توضیح می دهد.

واژه های کلیدی: کرنش صفحه ا ی، استرین گیج، چسب‌های اپوکسی، چسب‌های سرامیکی

فهرست مطالب

مقدمه :    ۱
فصل اول    ۳
مقدمه‌ای بر روابط تنش    ۳
تانسور تنش :    ۴
تبدیل تنش صفحه‌ای :    ۵
تنش‌های اصلی با تنش برشی ماکزیمم در حالت دو محوری :    ۶
حالت کرنش صفحه‌ای :    ۸
دایره کرنش مور:    ۹
۴-۲ روابط تنش – کرنش :    ۱۰
قانون کلی هوک :    ۱۰
فصل دوم    ۱۲
معرفی ” Strain Gauge ” و انواع آن    ۱۲
۳ – ۱ معرفی استرین گیج :    ۱۳
انواع استرین گیج :    ۱۴
استرین گیج‌های مشبک (ترکیبی) (rosettes) :    ۱۴
Stress Gauge :    ۱۵
Crack propagation gauge :    ۱۵
فصل سوم    ۱۷
روابط حاکم بر Strain Gauge    ۱۷
۴ – ۱ اصل معادلات حاکم بر استرین گیج :    ۱۸
معادلات حاکم بر استرین گیج :    ۱۹
پیش‌بینی خطاها :    ۲۲
تأثیرات دمایی:    ۲۴
تأثیرات مطلوب :    ۲۵
فصل چهارم    ۲۶
نحوه‌ی چسباندن Strain Gauge    ۲۶
نحوه چسباندن :    ۲۷
انواع اتصال دهنده‌ها :    ۲۸
چسب‌های اپوکسی :    ۲۸
چسب‌های سرامیکی :    ۲۹
فصل پنجم    ۳۱
نحوه‌ی انجام آزمایش    ۳۱
حل تئوری مساله:    ۳۴
نحوه ی کار با پل مقاومت الکتریکی (واتستون) :    ۴۱
حساسیت پل واتستون کامل :    ۴۲
تغییرات ولتاژ الکتریکی بالانس شده :    ۴۲

مقدمه :

وقتی خداوند باریتعالی انسان را خلق کرد او را مجهز به پنج عضو حسی نمود تا به کمک آنها دنیای مادی اطراف خود را حس کرده و اطلاعات لازم را جهت زندگی و رهایی از خطر، جمع‌آوری نماید و به کمک هوش خود این اطلاعات را بدست آورد. در واقع بشر به کمک پنج عضو حسی خود که بینایی – شنوایی – بویایی – چشایی و لامسه می‌باشد بعضی از پدیده‌های محیط زندگی خود را به طور مستقیم درک کرده و آنها را به صورت سوابق ذهنی در حافظه خود ثبت می‌نماید. بدون وجود چنین اعضای حسی ارتباط انسان با محیط خود کاملاً قطع می‌باشد و تبادل و یا جمع‌آوری اطلاعات عملاً هیچ است.

با جمع آوری اطلاعات و ایجاد سابقه‌ی ذهنی بشر قدرت استنتاج پیدا کرده و به کمک آن می‌تواند مسائل و حقایق متعددی را به طور غیر مستقیم درک نماید و شاید همین نوع درک است که در بعضی مواقع به صورت حس ششم بیان شده و یا به عنوان چشم بصیرت مطرح گردیده است.

افزایش دانش و اطلاعات بشری سیر صعودی شتابداری داشته، هر چه قدر کشفیات و ساخت ابزار بیشتر شده، اطلاعات بیشتری را برای بشر کشف کرده است. اغلب این ابزارها و وسایلی که توانسته پدیده‌های مختلفی را برای انسان قابل درک و سنجش نماید ابزارها و دستگاههای اندازه‌گیری است. این دستگاه‌ها اصولاً پدیده‌ها را مستقیماً حس کرده و یا از طریق تبدیل آنها به پدیده‌های دیگر آنها را برای انسان قابل لمس و اندازه‌گیری کرده است.

یکی از این وسایل اندازه‌گیری که در حوزه‌های مختلف صنعتی به خصوص در سازه‌هایی که تحت نیروهای متناوب قرار دارند و تغییرات ابعاد این سازه‌ها مهم می‌باشد، مورد استفاده قرار می‌گیرد Strain Gauge نام دارد، که برای اندازه‌گیری تغییر طول نسبی ایجاد شده در اثر خمش، نیز به فشار و حرارت به کار برده می‌شود.

هدف از انجام این آزمایش بدست آوردن کرنش محوری ایجاد شده در قطعه ، توسط Strain Gauge و مقایسه آن با نتایج تئوری می‌باشد.

تانسور تنش :

برای تعیین تنش در هر نقطه از یک ماتریس ۳×۳ استفاده می‌کنیم که به نام تانسور تنش معروف است، برای یک المان مکعبی از یک جسم. تانسور تنش به صورت زیر تعریف می‌شود:

 شدت نیروی عمود بر مقطع، تنش قائم آن نقطه نامیده می‌شود. اگر تنش قائم باعث کشش در مقطع شود، به آن تنش کششی می‌گویند. در مقابل، تنش‌های قائمی که بر مقطع فشار می‌آورند، به تنش فشاری موسومند. مؤلفه‌های دیگر شدت نیرو که به موازات سطح عمل می‌کنند، تنش‌های برشی نامیده می‌شوند.

در تانسور تنش سه مؤلفه تنش   تنش‌های قائم و شش مؤلفه تنش برشی  می‌باشند. که در جمع ۹ مؤلفه تنش داریم.

 تبدیل تنش صفحه‌ای :

برای تعیین تنش قائم و برشی مؤثر بر یک صفحه دلخواه، می‌توان دو رابطه‌ی جبری بر حسب تنش‌های معلوم اولیه و زاویه تمایل صفحه مورد نظر نوشت. در اینجا

تبدیل تنش‌ها از سیستم مختصات xy به سیستم مختصات x’y’ انجام می‌شود. با توجه به شکل اگر صفحه A در جهت پاد ساعتگر به اندازه  بچرخد، تنش‌های وارده بر این صفحه در جهت‌های x’ وy’ طبق روابط زیر محاسبه می‌شود: ( اثبات این روابط در کتب مقاومت مصالح آمده است).

تنش‌های اصلی با تنش برشی ماکزیمم در حالت دو محوری :

معادله‌ی (۱) و (۳) معادله‌های پارامتری دایره هستند. یعنی اگر مجموعه ای از محورهای متعامد انتخاب کنیم و به ازای هر مقدار معین پارامتر ، نقطه M را طوری رسم کنیم که طول آن برابر   و عرض آن برابر  باشد، کلیه نقاطی که بدین ترتیب بدست می‌آیند، بر روی یک دایره واقع می‌شوند. با ساده سازی معادله‌های (۱) و (۳) خواهیم داشت:

توجه: اثبات این روابط در کتب مقاومت مصالح موجود می‌باشد.

با استفاده از دایره مور نیز می‌توان با داشتن تنشهای  و همچنین زاویه چرخش صفحه یعنی تنشهای  را بدست آورد.

 با توجه به شکل اگر مختصات دو نقطه M و N‌ را که در واقع تنش‌های وارده بر المان صفحه‌ای تنش‌های مربوط را در راستاهای x’ و y’  بدست آورده. توجه اینکه اگر المان‌ صفحه‌ای به اندازه‌ی  در جهت پادساعتگر بچرخد، خط MN در جهت پاد ساعتگر به اندازه‌ی  می‌چرخد.

توجه :  زاویه‌ای است که خط MN با محور طولی یعنی محور  می‌سازد. و  زاویه‌ای است که خط MN با محور عمودی یعنی محور  می‌سازد.

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .