弯曲法测量原理简介及述评
弯曲法测力原理述评杨荣卿、 杨亚林、梁瑞霞2016.08 整理】提要：介绍弯曲法钢丝【索】张力测量原理【三点式、五点式、包角法、山字形负载传感器】及其使用中应注意的问题。关键词： 弯曲法滚轮一亠J1. 常见的弯曲法张力测量机构、工作原理、使用中应注意的问题一根二端受拉的绳子【如钢丝、钢索等】，在绳的任何横截面（即垂直于中心 轴的截面）上产生的正应力都相等。因此把测力计串在绳中”就可测其承受 的负载拉力。为了测量运动中钢丝【索】张力及其变化而又不破坏其结构，学者们提出了如三点式、五点式等【文 1、 2、 3】弯曲测力方法。这些方法可以在不剪断钢丝【索】的情况下测量其运动中的张紧程度-张力。以张力指示其负载变 化。文 1-3 介绍的三点法弯曲测力方式中，用中心不在同一条直线的滚轮把待 测钢索夹持着，强迫索发生局部弯曲。利用弯曲部位几何变形计算出负载大小再由力-电变换传感器测量出张力和负载变化。siRFSe s ERbsllrsiEffl 1 SISsfllps» .lmeN 一雷eKSnRh sss川wsr百置龍川&愷苫嘗囂纟川奏£vse【K-世】issssss0. ssssasesasssie S§&E ois*lw【出】tt&s sise YM - imsse«s«ONssbs【色 ssssis*【色 SBSS SSFSeR issR sss【IK】ss .RBE绘eKSSB地只晨 WPWKM!像住【务6】/乙【9丄Hd】丄=旧陋 £【3? 乙【9丄HQ】加【务6】=丄阳血17/id 1/1恥”1 Z/d IA?IA=3IAI 1 z/d lAq =biai：申Z 作31® U 茶】0= 3/1 Z/d-3|/| + B|/|+2 丄上|驸5钿御咚卅昨鼻3/1 牡曲険° °3!钿8创導膵B彌叩鋤丄ST丑*瞬冰咖翔Kl/l钿棒v IMF 尊钿4硏HB馨靡BT IHI钿单醐轴确劇HI勰'则聲酣S瞬晦陌昨BimSK 伽IH皿审伽匹埔o 日wans【事】 册，丄啣羁削单踽O【聿】菊艇UV9鞠糠st田申圳卿心三申硼华翼書o勺 w申八华 z/d = ON = w *期昌鯉 *4牡为了消除刚度对测量结果的影响，采用了五点接触'双传感器测力机构 下面介绍这种结构的基本情况。1、3施压滚轮【取力轮】 2支撑轮【3个】 4、5定位套筒 6支撑座7、8调节螺丝 9 测力传感器 10等刚度支架 11钢丝绳【索】52 PA1NC5 2 PA2 NDTTL1P2P1NcNd不考虑索自重、抗弯刚度时：T = P1 Ll/4 51 = P2 L2/4 6 2【抗弯刚度影响测不准】传感器受理分析; Nb = P1/2Nc = P1+P2 / 2Nd = P2/2 式1.5钢索在A1、A2、B、C、D处产生弯曲力矩，考察索附近出的弯曲变形:A0是截面发生弯曲是的偏转角。Y0A0TTXM(X)=EId2/X2=Ty式 1.6特解; y=A0VEIT exp(_xVEIT )式 1.6-1M(X)=Ty式1.6-2最大弯矩发生在x=0处，A0=sin(A9) = P1/2T式1.6-3MA1=P1/2T VEIT式1. 6-3-1MA2=P1/2T VEIT式1. 6-3-2MB= P1/4T VEIT式1. 6-3-3考察A1B段钢丝【索】的平衡，A1B段处于平衡状态下，对B点MB=0,T61+MA1+MB - P/2 .L/2 =0 【文 1】式 1.6-4求出；VEI/T = (P1 L1-4T S1)/3p1 式 1.6-4-1考察 A2D段钢丝【索】的平衡，A2D段处于平衡状态下，对D点MD=0 可求 出VEI/T = (P2 L2-4T S2)/3p2 式 6-4-2 由式 6-4-1.式 6-4-2 求出;T=P1 P2(L1 -L2)/4(P2 S1 -P1 S2) 式 1.6-5 当S1=S2=S,T=P1 P2(L1 -L2)/48(P2-P1) 式 1.6-5-1文3采用弹性支座分析，结论为:T=P1 P2(L1 -L2)/2(P2 S1 -P1 S2) 式 1.6-6 若61=62=6、L1=nL2=nL :则 T=P1 P2(n-1)L/26(P2 -P1) 式 1.6-7文1 -3采用了的方法规避了刚度对测量结果带来的影响。解决了测量准确度问题。按这种方法设计的测量装置，把滚轮视作一个点，不考虑钢丝【索】的弯曲 半径，势必影响钢丝【索】的使用寿命。分析中，把钢丝【索】在滚轮部位产生的弯曲应力'作钢索承受的全部负载。这种处理方法有待商确。1.2 山字形负载传感器介绍山字形负载传感器用于负载测量时，把钢索固定在三点式机构内不能自由移 动。利用预设的弯曲角度把钢索弯曲受力和负载受力施加到测力传感器的应变体上，由安装在应变体内的力-电转换原件输出张力测量信号。下面是实用的山字形负载传感器结构及机械尺寸：0= arctglO /180 =32-37。工作原理：钢丝【索】在A、B点距弹性体位比被压在C点的部分高出6=10毫而在C米。受拉力时被压在C处的部分企图趋于和A、B点处于同样高度，ACB帖當谢利s sss9SS5 -、sss FC N fa+fb、sAC"CB£ttFA"FB"05FCs汀fin«Hmdz!CWLs1£w3sSBis:Fcp>rFFsmACBEACAEe二 geuo5FC/TU AE'AC 、FCU2Ttge ACBMIKs mmisskss ass. : Am-LAC" BTBCSACHCB、 nN Fca+FcbFCa H TtgBa + TtgBb *»1.6.8AE'AC "片gebuBF'BC、s ACUCB、 nN Fca+Fcb H 20 FE-Rge Estge»1.6.9负载T成比例。附BK8型负载传感器检定证数据。环境温度23弋、622钢绳、检定设备钢丝绳拉力计、指示仪表195、这种测力方法，不同于三点和五点弯曲法测力结构。使钢索弯曲的机构设置在应变体上，接把钢索负载传给应变体，实现了检测钢索张力T的目的。省去了取力轮，施压滚轮、支撑滚轮一类的结构，测力传感器结构简单、轻 便。但不能在钢丝【索】运动时测量其负载变化。这种测量原理分析中，仍把受力点作为一个几何意义上的点，不考虑取力轮 半径对钢丝、钢索的影响。分析中，只计算钢丝【索】的沿轴向的负载受力'，不计弯曲部位的弯曲应力'对钢丝、钢索的影响。辭冒将耐粢歸H库第翱禎H申审壬亦古亩8961，鮭9»祜剽翔H删林E沁的曲 8661，鮭亦鸟魁呕昌劉縊KH鱷俘£1触为Z661 '蜒酬39星抑彌鴻闻除畤Itf BKffi: 9茶痒進圳耀国繼smttz«6iw000Z *确曬：f茶26lfl»aiHKSSI£KW»: 口牺ifl彌甘却为倾乙：£茶SIEanm斓砂豐4»型»«6寧1002 m圉身*紳0逹茶KVIiiy&SSKWK ftimffltt 0Z 祭 0Z 篡 8661茶谓卿鲫圖I喋曲&圳耐ng釧牡聲，aX.菊 emw圳，swsw* -蜩蜒删»碎晦制HI啊剽H團鲫琲绅出&解WM團dli礫耶啊卵&霧p
