[实用新型]一种塑性变形测试用应变计

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应变计，特别是一种塑性变形测试用应变计，测量范围可以达到50000με～250000με（即5%～25%）。

背景技术

应变计作为力、应变测量的敏感元件，主要由敏感栅、基底、粘接剂和密封层组成。敏感栅材料有康铜、卡玛，厚度2～30μm；基底材料有酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺、聚醚醚铜等，厚度20～50μm不等；密封层与基底类似，厚度为10～30μm；总体厚度约30～80μm。其示意图如图1所示。主要用于实验应力分析、测试计量、结构健康监测、应变式传感器等，通常情况下，测量范围不超过20000με（即2%）。

随着材料技术、现代工业技术、航空航天技术等不断发展，材料、结构的强度测试、寿命测试、冲击测试要求也越来越高，需要测试材料的塑性临界变形、塑性变形、弹性变形，甚至高分子材料、有机材料的变形，例如航空航天器极限状态下的结构拉伸变形、爆破冲击变形，这些均已经远远超过普通应变计的测量范围，应变计在这样的测试环境和条件下，本身敏感栅线条就会遭到破坏，发生断裂，无法满足测试测量要求。

普通应变计的敏感栅材料为康铜、卡玛，主要材料成分为铜镍合金、镍铬合金，与通用金属合金材料一样，在一定力学范围内，都具有良好的弹性、力学线性等机械特性，但超过某一应力值或应变临界值，材料就会发生断裂破坏。经过测试，通常情况下，这一临界应变值范围在1.5%～3％之间。而普通基底、密封层、粘接胶都属于高分子材料，因材料不同，伸长率、收缩率各不相同，可以耐受的应变范围从5%～40%不等。同时，通过研究，也可以看到，不同的应变计结构尺寸也对变形测量的范围有较大的影响。

因此，为了满足塑性变形、寿命测试、弹性变形、拉伸变形等高变形量的测试需求，验证结构极限设计的合理化、可靠性，避免结构部件因变形损坏，造成可靠性下降，引起重大事故发生，需要研究能够用于测量高塑性变形的应变计，解决敏感栅材料的应变测量范围限制，解决基底、密封层、粘接胶匹配，优化结构尺寸设计，就能够满足5%～25%测量范围，敏感栅不会发生断裂破坏。

实用新型内容

为克服前述普通应变计存在的应变测量范围小、测量塑性变形时敏感栅断裂破坏等问题，本实用新型提供一种可以满足5%～25%应变范围的塑性变形测试应变计。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：

一种塑性变形测试应变计，包括基底，敏感栅，密封层；其中，所述敏感栅采用冷轧成型的康铜金属箔合金经过真空退火处理得到。

所述康铜合金箔合金的配比为：铜51～54%，镍45～48%，其它为硅、锰微量元素。

所述基底和密封层的材料相同，均为聚酰亚胺树脂或改性酚醛树脂。

所述的基底和密封层的材料均是芳香族二胺和二酐在二甲基乙胺溶液中缩聚配制而成聚酰亚胺或改性酚醛树脂。

所述基底和敏感栅之间以及密封层和敏感栅之间采用的固化剂为均苯四甲酸酐或酮酐。

所述敏感栅的线条宽度为0.048-0.092mm。

所述应变计端头为圆弧状或椭圆状。

所述应变计端头长度为1.0mm。

所述基底宽度为1.0-2.0mm。

与现有技术相比，本实用新型塑性变形测试应变计及其制造方法以及标定方法至少具有以下有益效果：本实用新型应变计的敏感栅由冷轧成型的康铜金属箔经真空退火处理而得，具有良好的延展性和伸长率，完全满足塑性变形的测量要求，因此，在塑性变形时，敏感栅不易断裂破坏。

附图说明

图1是现有技术的应变计的结构示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为本实用新型塑性变形测试用应变计的局部放大图。

图4为本实用新型塑性变形测试用应变计引线焊接的示意图。

图5为本实用新型塑性变形测试用应变计测试件的结构图。

图中，1，基底；2，敏感栅；3，密封层；4，引线；5，应力环；6，试件；A,塑性应变计敏感栅宽度；B，塑性应变计基底宽度；C，塑性应变计端头长度。

具体实施方式

本实用新型通过综合考虑敏感栅、基底、密封层的材料的耐受力和应变计结构尺寸对变形测量范围的影响，设计一种塑性变形测试用应变计，其结构与普通应变计类似，主要由基底1、敏感栅2、密封层3组成；敏感栅材料与基底材料、密封层材料匹配良好；应变计结构尺寸优化，适应高塑性变形测试；同时采用机械拉伸位移法对其进行标定。