隔膜泵是固液兩相介質輸送的關鍵設備，應用于大型石化、煤化工、冶金及建材等領域。本文主要是對隔膜泵液力端零件閥箱體進行動態(tài)應變測試，了解隔膜泵零件的應變測試過程及結果分析過程。
測試儀器
儀器采用南京聚航科技有限公司的JHDY動態(tài)應變儀，模塊化設計，通道數(shù)可達數(shù)百，并保持同步。軟件操作，根據測量需求，靈活設置參數(shù)。測量數(shù)據實時同步，自動保存，自動生成報表。
貼片位置的選定
通常情況下，先對被測零件做ANSYS強度計算，根據分析結果的應力云圖，選擇零件表面應力較大的位置進行貼片。零件表面一般屬于兩向應力狀態(tài)，故貼90°應變花。如果想準確的測量零件的主應力方向，需要貼60°或45°應變花。
實驗方案設計
對閥箱體進行動態(tài)電阻應變測試，得到零件的等效應力值σ，對閥箱體做ANSYS靜力學分析，得出被測點的應力值σ’。對比二者相同位置處的σ與σ’是否相同，并比較差值（σ-σ’）/σ的大小，經分析給出二者之間關系，使應變測試與ANSYS分析成互為驗證之法。
實驗基本步驟
1. 貼片前準備工作，如用砂紙打磨零件，丙酮擦拭油污等；
2. 粘貼電阻應變片和接線端子，焊接好引出線，用萬用表檢查各焊點虛實，并預留出足夠長度的引出線；
3. 將各測點應變片接線端子處的引線與電橋連接好，一般選1/4橋兩線接法；
4. 將應變儀各接線連好，記錄每個通道所連接的測點位置及方向，連接好筆記本電腦并啟動；
5. 打開應變儀電源。
6. 預熱30min左右；
7. 平衡調節(jié)：將功能選擇開關置“設置”鍵，按“自動平衡”按鈕進行自動調節(jié)，平衡表頭指向零；如果效果仍不是太好，調節(jié)微調按鈕至平衡；
8. 轉折頻率調整：根據被測信號的最高頻率調整轉折頻率，使其處于被測信號最高頻率的2-5倍范圍內；
9. 試車，開始測量，保存采集數(shù)據。
測試數(shù)據的整理
通過動態(tài)測試軟件對采集的數(shù)據進行分析，整理出應變片各測點的測量數(shù)據，并求得該工況下閥箱體被測表面的平均應變值。下面僅以閥箱體處于3MPa工作壓力下的一組采集數(shù)據為例進行對照分析。
表1 閥箱體3MPa工作壓力下測量數(shù)據
采集數(shù)據1 | 采集數(shù)據2 | 采集數(shù)據3 | 采集數(shù)據4 | 采集數(shù)據5 | 采集數(shù)據6 | |
測點1 | 43.45 | 42.78 | 41.46 | 40.61 | 41.96 | 45.17 |
測點2 | 27.63 | 33.44 | 27.87 | 30.14 | 27.49 | 30.33 |
測點3 | 23.82 | 22.41 | 26.11 | 26.02 | 25.00 | 24.97 |
測點4 | 48.93 | 50.94 | 47.25 | 51.44 | 50.35 | 51.72 |
由表1可得出各測點的平均應變及平均應力。
對閥箱體進行有限元分析，以四面體實體網格對閥箱體有限元模型進行劃分，網格大小為20mm，共劃分單元43577個，節(jié)點9230個，內部腔體表面施加3MPa面壓力，可得出對應測點方向處閥箱體表面的應力值。
測試數(shù)據與有限元分析結果的對照
通過方案設計中測試數(shù)據與有限元結果的對比，對兩種不同方式得到的數(shù)據進行對比分析，得到如下數(shù)據。
表2 測試數(shù)據與有限元分析結果的對照表
位置 | 測點1 | 測點2 | 測點3 | 測點4 |
δ | 16.66% | 13.75% | 22.70% | 17.22% |
由表2數(shù)據可以看出閥箱體測試數(shù)據及有限元計算數(shù)據的誤差大小，并可根據對多次測量數(shù)據的分析，修訂有限元計算得邊界條件，或給出有限元分析計算結果與零件實際應力間的一個系數(shù)范圍，相當于對有限元分析的載荷預加一個工況系數(shù)，使有限元分析結果在滿足此工況系數(shù)情況下達到零件的安全系數(shù)。
以上就是隔膜泵液力端零件閥箱體動態(tài)應變測試過程，如果您還想了解更多信息，可以直接聯(lián)系聚航科技，我們歡迎您的咨詢。
