Transcript mjerna tehnika *kolska godina: 2011/12.

UNIVERZITET U ZENICI
MAŠINSKI FAKULTET
PREDMET: MJERNA TEHNIKA
ŠKOLSKA GODINA: 2011/12.
SEMINARSKI RAD
TEMA: MJERENJE NAPONA I DEFORMACIJE
STUDENT:
Mašić Arnel
PROFESOR:
r. prof. dr. sc. Samir Lemeš
SADRŽAJ:
1. Uvod
1.1. Razvoj i metode mjerenja deformacija
2. Otporne mjerne trake
2.1. Historijski razvoj mjernih traka i neke osnovne karakteristike
2.2. Primjena mjernih traka
2.3. Faktori koji utiću na izbor mjerne trake
2.4. Teorija uravnoteženog Vitstonovog mosta
2. 5. Tenzometrijska ispitivanja
2.6. Primjeri lijepljenja mjernih traka kod tenzometrijskih ispitivanja
2.7. Rozete deformacija
3. Primjene tehnike bušenja otvora za određivanje postojećeg stanja napona
u betonskim i armirano betonskim konstrukcijama
3.1. Metoda prošlicavanja
3.2. Metoda formiranja otvora kod betonskih konstrukcija
4. Zaključak
1. UVOD
1.1. RAZVOJ I METODE MJERENJA DEFORMACIJA
Deformacija je fundamentalni inženjerski fenomen i postoji u svakoj
konstrukciji.
 Deformacije mogu biti:
- elastične i
- plastične
 Stoljećima postoji težnja za tačnim mjerenjem deformacija.
 XVII. St. -Huk ukazao na konstantan odnos naprezanja i deformacije u
mnogim materijalima.
1. korak u mjerenju deformacija je upotreba mehaničkog mikrometra.

2. korak u mjerenju deformacija je upotreba ekstenzometra.
 Jedan od narednih koraka je i upotreba optičke interferencije.
 U narednim koracima naučnici su se bavili električnim fenomenima i dobili
tzv.
električne mjerne trake.
 Kao konačno rješenje za mjerenje deformacija danas je žičana traka.

2. OTPORNE MJERNE TRAKE
2.1. HISTORIJSKI RAZVOJ MJERNIH TRAKA I NEKE OSNOVNE KARAKTERISTIKE

Istraživanje iz 1856. godine iznosi činjenicu da električna otpornost žice varira sa istezanjem
kojem je podvrgnuta.

1930. godine pokušana je primjena fenomena osjetljivosti žice na deformaciju u stvarnom
mjerenju deformacija drugih tijela.

Kasnije je ustanovljeno da se trake mogu izraditi sa jednakom otpornošću i faktorom osjetljivosti.

Kod mjernih traka od naročitog interesa je:
- promijena električne otpornosti
- promijena njene dužine ili deformacija

Faktor osjetljivosti mjerne trake se izražava kao:
K
R / R
L / L
2.2. PRIMJENA MJERNIH TRAKA

Mjerna traka se koristi za pribavljanje tačnih informacija o veličini; raspodijeli i pravcu
deformacija u opterećenoj konstrukciji.

Predmet eksperimentalne analize je:
- analiza novog projekta
- nalaženje grešaka
- analiza pri radnom opterećenju
- teorijska istraživanja
2.3. FAKTORI KOJI UTIĆU NA IZBOR MJERNE TRAKE

Postoji sedam glavnih promjenjivih koje se mogu modifikovati da bi se dobila traka sa
specijalnim karakteristikama:
- materijal žice
- noseći materijal baze na koji se montira i lijepi žica
- ljepak upotrebljen za montiranje žice na nosač
- tip konstrukcije izvoda
- konfiguracija mreže
- broj i orijentacija mrežica
- dimenzije mrežice i trake
2.4. TEORIJA URAVNOTEŽENOG VITSTONOVOG MOSTA
Za slučaj uravnoteženog Vitstonovog mosta
otpori u granama mosta su podešeni tako da
je UAC= 0, te je protok struje iAC = 0 pa je:

R1 R2

R4 R3
ili
R1 
R2
 R4
R3
Navedeni odnos koristi nultu metodu
 za mjerenje promjene otpora


R1 

R2
 R4
R3
Mjerenjem vrijednosti R4 i za poznati odnos
R2
odredi se vrijednost R1 odnosno
R3
dilatacija na mjestu gdje je zaljepljena mjerna traka
2.5. TENZOMETRIJSKA ISPITIVANJA

Tenzometrijska ispitivanja (mjernim trakama i rozetama) spadaju među najtačnije metode
praćenja deformacijskih procesa kao i naponskog stanja u materijalu.

Za žicu kružnog poprečnog presjeka
električni otpor je dat izrazom:
R

 l
C d2
Relativna promjena električnog otpora provodnika
sa njegovim relativnim izduženjem.
dR / R dR / R
K

 1  2  m
dl / l

Taj odnos predstavlja osnovnu karakteristiku mjerne trake i naziva se faktor osjetljivosti
mjerne trake ili faktorom trake K. I odatle se dobija veza koja omogućava da se izračuna
izduženje na osnovu poznatog podatka za K i izmjerene promjene otpora R, kada je poznat
prvobitni otpor R.


1 R

K R
2.6. PRIMJERI LIJEPLJENJA MJERNIH TRAKA KOD TENZOMETRIJSKIH
ISPITIVANJA

lijepljenje mjernih traka kod aksijalno opterećenih elemenata
2.6. PRIMJERI LIJEPLJENJA MJERNIH TRAKA KOD TENZOMETRIJSKIH
ISPITIVANJA
 lijepljenje mjernih traka kod elemenata opterećenih na savijanje
- lijepljenje mjernih traka kod elemenata oterećenih na uvijanje
2.6.2. ROZETE DEFORMACIJA
 Ako
se više mjernih traka postavi zajedno ili tako da jedna preklapa drugu za dobijanje
glavnih deformacija na nekoj površini, rezultirajuča konfiguracija se naziva rozeta.

Na slijedećoj slici prikazane su konfiguracije različitih rozeta:
3. PRIMJENE TEHNIKE BUŠENJA OTVORA ZA ODREĐIVANJE POSTOJEĆEG
STANJA NAPONA KOD BETONSKIH I ARMIRANO BETONSKIH
KONSTRUKCIJA
1. Metoda prošlicavanja
2.
Metoda formiranja otvra kod betonskih konstrukcija
3.1. METODA PROŠLICAVANJA

Koristi se za određivanje postojećih napona pritiska
Prošlicavanje se vrši otvorom širine 4 cm, pri čemu je dubina šlica u svakom
inkrementu po 10 mm sve do ukupne dubine 80 mm



Uređaj za unošenje sile na prošlicano mjesto u betonskoj konstrukciji
3.2. METODA FORMIRANJA OTVORA KOD BETONSKIH KONSTRUKCIJA
tehnika formiranja otvora zasniva se na definisanju relaksacije napona
prouzrokovane bušenjem relativno malog otvora na ravnomjerno napregnutoj
betonskoj konstrukciji

I kod betonskih konstrukcija ukupna relaksacija napona smanjuje se kako se
odmičemo od otvora


Mjerenjem promjene dilatacije na određenom rastojanju moguće
je, kod betonskih konstrukcija utvrditi kolika je bila veličina
deformacija, a odatle i napona, prije nego što je počelo formiranje
otvora.

U slučaju betonskih konstrukcija umjesto formiranja malih otvora na stvarnim
konstrukcijama se vade kernovi, i to primjenom što kvalitetnijih dijamantskih
rezača.

Dubina prečnika otvora koji se formira, kao i veličina položaja mjernih traka koje
se koriste,određuju se na osnovu dubine na kojoj treba odrediti napone.

Pri tome dubina otvora ne bi trebala da bude manjaod polovine debljine ispitivanog
elementa AB konstrukcije.
Eksperimentalnim provjerama došlo se do zaključka da otvor proizvodi utjecaj na
naponsko stanje elementa sve do udaljenosti od 5 prečnika od ivice otvora. U ovoj
oblasti se vrše i mjerenja tako da je poželjno da tu nema nikakvih ivica, niti drugih
diskontinuiteta.

Kako se obično radi o veoma malom nivou oslobođenih (zaostalih, postojećih)
napona to se obično koristi, mjerni sistem koji se sastoji od 8 elemenata – mjernih
traka veličine 50 mm, ili odgovarajućih dilatometara.

Ovoliki
broj dilatometara (osam, a ne neophodna tri) se postavlja, jer se obično
računa na otkazivanje pojedinih od ovih ekstenzometara – usljed pojave prslina,
oštećenja drugog tipa, ali i drugih razloga.
Greška pri određivanju glavnih napona je reda veličine ± 0,3 MPa, a ide najviše do
± 3 % od ukupnog čitanja

HVALA
NA
PAŽNJI
!!!!!!!!!