江苏应力测量方法

㈠ 各种材料应力的检测方法都有哪些

材料的应力有：耐压缩应力，耐应力开裂等等。

㈡ 现代构造应力场的测量方法

(一)震源机制

地震主要是急剧断层运动的结果。由于地震震源断裂剪切运动必定造成质点初次运动的四象限分布，因此，在震中四周不同方向上分布的地震台所接收到的同一次地震波的初动方向也是四象限分布。如图3－32所示，标有力偶的大圆为震源断层面，另一大圆为节理面，两者相互垂直。两对顶象限的地震台所收到的地震波初动为负，另外两对顶象限为正。这样很容易在赤平投影图上求出σ₁、σ₂、σ₃的空间方位。

(二)压裂

在油气田开发中，为了改善储层中孔渗条件、增加产量，常采用压裂的方法，即向目的层注入高压流体，使岩石破裂。在地应力值低于岩石的强度时，岩石不发生破裂。但岩石中孔隙液压增加，从而降低岩石的强度，在同样的地应力作用下，岩石就可能破裂。通过测井资料和油藏的动态分析，可求得岩石破裂面的产状，进而求得自然状态下主应力σ₁、σ₂、σ₃的方位。利用注入液体的压力变化特征，还可求出主应力σ₁、σ₂、σ₃的数值。

(三)应力解除法

在钻孔底部的岩石上安放应变元件，打钻使钻孔中带有应变元件装置的岩石与周围岩石孤立开来。这实际上是减去一切构造应力的作用，岩石必定发生变形的恢复。这可由应变元件记录下来。这样，被减去的应力，即被解除的应力也可以计算出来。这个被解除的应力就是自然的构造应力。适当地安放应变元件，可以计算出钻孔底部平面上的最大和最小主应力方向和数值。但这种方法只能在约100m深的钻孔中进行，所以它只能了解地表浅层的应力状态。

(四)地形变测量

受构造应力的作用，地面也在发生应变，即地面的形变，简称地形变。设置适当的观测基线和观测网，定期重复测量，从地形变可以计算出构造应力场主轴的方位。

对于古构造应力场和现代构造应力场还可以进行物理模拟、数学模拟以及理论计算，以验证自然界中所测得的构造应力场和解释所存在的构造，并预测在自然界中可能存在的应力场和构造形态。

图3－32 地震波初动的四象限分布空圈表示初动向下为负;实点表示初动向上为正

㈢ 应力的测试方法 测应力的作用

解决应力的困扰，也讲究“望闻问切”，首先明确应力的来源：焊接还是铸造还是其他；再者应力带来了什么问题，变形还是开裂；工件在服役中所处的工况是怎样的；工件的应力应该控制在什么水平下才是合适的；最后，经过一定的措施之后，应力是否得到消减又要怎么评价？这诸多问题，需要专业提供应力解决方案的企业来进行处理才能保证应力的分析及处理效果。华云应力测试仪有无损及微损两种应力检测方式：无损检测主要是SCM21应力检测仪，它通过测定的磁导率来计算残余应力的大小和方向，特别适合不允许做破坏性检测的产品使用；微损检测方式主要是指盲孔法应力检测设备，是一种便携式、应力检测精度高、效率高的仪器。

㈣ 实验应力分析的实验方法

实验应力分析方法目前已有电学的、光学的、声学的以及其他方法。 有电阻、电容、电感等多种方法，而以电阻应变计测量技术应用较为普遍，效果较好。
①电阻应变计法
电阻应变计是一种能将构件上的尺寸变化转换成电阻变化的变换器，一般由敏感栅、引线、粘结剂、基底和盖层构成。将它安装在构件表面。构件受载荷作用后，表面产生微小变形，敏感栅随之变形，致使应变计产生电阻变化，其变化率和应变计所在处构件的应变成正比 。测出电阻变化，即可按公式算出该处构件表面的应变，并算出相应的应力。依敏感栅材料不同，电阻应变计分金属电阻应变计和半导体应变计两大类。另外还有薄膜应变计、压电场效应应变计和各种不同用途的应变计，如温度自补偿应变计、大应变计、应力计、测量残余应力的应变化等。
②电容应变计法
电容应变计是一种能将构件上的尺寸变化转换成电容变化的变换器。试件变形时，两电容极片间距随之变动，引起电容变化。测出电容变化率，按公式可算出试件的应变 。电容 应 变计有弓形 、平板式和杆式等类型，多用于发电厂的管道、设备或核能设备的长期高温应变测量，监视裂纹的形成和发展，以及对航空航天构件材料进行高温性能测试等。 此法发展较快，方式较多，逐渐形成光测力学。经典的光弹性实验技术已从二维、三维模型实验（如光弹性法、光弹性应力冻结法）发展成为能用于工业现场测量的光弹性贴片法，用来解决扭转和轴对称问题的光弹性散光法，研究应力波传播和热应力的动态光弹性法和热光弹性法，进行弹-塑性应力分析的光塑性法 ， 以及研究复合材料力学的正交异性光弹性法 。除了上述 经典方法外 ，还有云纹法、云纹干涉法、全息干涉法、散斑干涉法、全息光弹性法、焦散线法等。此外还有80年代发展起来的光纤传感技术和数字图像处理技术等。
①光弹性法
运用光学原理研究弹性力学问题的一种实验应力分析方法。某些各向同性透明的非晶体高分子材料受载荷作用时，呈现光学各向异性，使一束垂直入射偏振光沿材料中的两主应力方向分解成振动方向互相垂直、传播速度不同的两束平面偏振光；卸载后，又恢复光学各向同性。这就是所谓的暂时双折射效应。用具有这种效应的透明塑料按一定比例制成零构件模型，置于偏振光场中，施加一定的载荷，模型上便产生干涉条纹。通过计算，就能确定模型受载时各部位的应力大小和方向。此法对应力集中区和三维内部应力问题的求解特别有效。
②云纹法
通过测定云纹并对其进行分析以确定试件的位移场或应变场的一种实验分析法。其原理是，当栅板和栅片重叠时，因栅片牢固地粘贴在试件表面而随之变形，遂使栅板和栅片上的栅线因几何干涉而产生条纹即云纹。可通过云纹测定物体表面的等高线，以及板壳的挠度分布等。
③云纹干涉法
几何云纹法与光学干涉法相结合的一种实验分析法。将高密度衍射光栅精确复制在物体表面，并用激光束照射该光栅，便可通过光栅衍射波干涉形成的条纹图，获得物体表面的变形信息 。此法灵敏 度高 ，条纹对比度好；能进行全场分析，实时观测，量程几乎不受限制。
④全息干涉法
利用全息照相获得物体变形前后的光波波阵面相互干涉所形成的干涉条纹图进行物体变形分析的一种方法。全息照相是一种不用透镜而能记录和再现被摄物体的三维图像的照相方法。它能把来自物体的光波波阵面的振幅和相位信息以干涉条纹形式记录下来，又能在需要时再现出来，以观察到物体的三维图像。全息干涉法的主要内容是研究条纹图的形成、条纹的定位以及对条纹图的解释。对于具有漫反射表面的不透明物体，条纹图表示物体沿观察方向的等位移线；对于透明的光弹性模型（如有机玻璃），则表示模型中主应力之和等于常数的等和线。常用的全息干涉法有双曝光法、即时法和均时法。
⑤散斑干涉法
精确检测物体表面各点位移的光学测试法。激光照射在漫反射物体表面时，由反射光波干涉形成的散斑随物体变形或位移而变化。采用适当装置，通过双曝光法把变形前后的散斑记录在一张全息底片上，经显影定影后便可获得存储物体表面各点位移信息的散斑图。用激光照射散斑图，就显出散斑干涉条纹。在进行光学傅里叶变换信息处理后，便可分析出位移信息。
⑥焦散线法
利用焦散线测量应变（或应力）奇异场力学参数的一种光学实验法。当一束光垂直照射在一块受载的带有边缘裂纹透明薄板试件的局部高应变场区域时，由于域内各处厚度的变化十分悬殊，使透过的光线发生强烈偏折和汇聚，在试件与像屏间的空间形成一个明亮的曲面，称为焦散面。若用一个半透明屏幕切割此焦散面，就可看到一条明亮的曲线，即焦散线。通过光学和力学分析，可将焦散线的几何参数与奇异场的力学参数间的关系建立起来，从而通过测量焦散线的几何形状，可求出有关的力学量。
⑦光纤传感技术
用光纤作“传”和“感”的元件，当光通过光纤时，光的某一特性（如光强、相位、波长、偏振等）受到被测物理量的影响而发生变化，利用这一变化即可测得诸如声压、电场、磁场、位移、加速度、应变、温度等。光纤传感器的独特优点是：光纤是一种绝缘介质，不受电磁干扰，能耐高温高压，能在腐蚀和易燃、易爆等恶劣环境下工作；光纤灵敏度高，能探射极弱的信号和微小的信号变化；可做成便于应用的任何形状；光纤作为传输介质，损耗低 ，可作远距离遥测和遥控；能构成对各种物理量（如声、电 、磁、温度、转动等）微扰敏感的器件。因此，光纤传感器在传感器领域内占有重要地位。
⑧数字图像处理技术
利用电子计算机对图像信息进行采集、处理和分析的图像信息处理技术。在实验力学领域内，主要用来分析处理光测力学中光弹性法、云纹干涉法、全息干涉法、散斑干涉法等的光学干涉条纹信息，获取全面而有效的实验数据，实现光测力学的图像信息采集自动化和数据分析程序化。 有声弹性法、声发射技术和声全息法等。
①声弹性法
利用超声剪切波的双折射效应测量应力的一种方法。超声波在有应力的介质中传播时，其剪切波沿两主应力方向发生偏振，两偏振波以不同速度传播。实验和理论分析得到应力-光学定律 ： 沿主应力方向的两个超声剪切波的速度差与两主应力差成正比。该比例系数称声弹性系数，与材料的弹性常数有关。用此法可测量非透明材料的内部应力，并可测量焊接件的残余应力。
②声发射技术
构件在受力过程中产生变形或裂纹时 ，以弹性波形式释放出应变能的现象称为声发射；利用接收的声发射信号，对构件进行动态无损检测的技术称为声发射技术。此技术可用来检测裂纹和研究腐蚀断裂过程，以及监视构件的疲劳裂纹扩展等；还可用来评价构件的完整性，判断结构的危险程度。
③声全息法
20世纪60年代发展起来的成像技术。其原理和全息照相相同，即利用波的干涉原理记录物波的振幅和相位，并利用衍射原理再现物体的像。它的不同处是用超声波代替光波。此法的成像分辨率高，用于无损检验，可显示试件内部缺陷的形状和大小。 常见的有脆性涂层法、X射线应力测定法、比拟法等。
①脆性涂层法
把特殊的涂料喷涂在工程构件表面，以确定主应力方向和估计主应力大小的一种全场实验方法。涂料喷涂到构件表面后，经过处理，就在构件表面结成脆性层。当此构件由于加载而产生的应变在某点达到一定的临界值时，该点涂层就出现一条与主应力方向垂直的裂纹。连接同一载荷下所有裂纹的端点，其连线上各点是有相等的应力值，称为等应力线。通过逐级加载，可得几乎遍布整个涂层表面的裂纹图和对应于不同载荷的等应力线，从而可直接观察到构件表面各处主应力大小和方向的分布状况。此法主要用来测出最大应力区和主应力方向，作为电阻应变计测量技术的辅助方法。
②X射线应力测定法
利用X射线穿透金属晶格时发生衍射的原理，测量衍射角的变化并通过布拉格公式确定晶格的变化，从而算出金属构件表面应力的一种实验方法。此法可无损地测量构件中的应力或残余应力，特别适于测量薄层和裂纹尖端的应力分布，是检验产品质量，研究材料强度，选用较佳工艺的一种重要手段。
③比拟法
根据两种物理现象之间的比拟关系，通过一种物理现象的观测试验，研究另一种物理现象的方法。如果两种物理现象中存在以形式相同的 数 学方程 描 述的物理量，它们之间便存在比拟关系，就可用一种较易测试的物理现象模拟另一种难以测试的物理现象，从而使试验工作大为简化。在实验应力分析领域中，常用的有薄膜比拟、电比拟、电阻网络比拟、沙堆比拟。

㈤ 应力应变测试常用的方法有哪些

盲孔法、磁测法，动态应力应变检测仪。
盲孔法是目前应用较为御档广范的一种高精度的应力检测方法，比如华云HK21A和HK21B,无论是实验室中使镇梁乱用，还是现场施工，盲孔法都能准确测量应力的大小，从而推进实验进程或者进行工艺改进。该方法为有损检测。
无损检测可采用磁测法。适用于对应力值检测比较严苛，精密工件或高价值工件不允许做破坏性检测的情况。比如科研、军工渣薯航天等行业。

㈥ 如何检测桥梁的应力

测量桥梁应力的内容和方法

桥梁检测通常可以根据桥型确定调查的要点，如梁桥的检查要点有：跨中部位的裂缝、挠度；端部的斜裂缝；主梁连接部位的状况；构件的外观质量等等，拱桥的检查要点有：拱圈拱顶裂缝、墩的位移等，通过外观的检查可以分析判断桥梁病害产生的原因。

桥梁从总体上可以分为上部结构、下部结构、附属结构。上部结构在梁式桥中主要是指主梁；下部结构包括桥墩、桥台、基础与承台、桩等；附属结构有桥面铺装、栏杆、伸缩缝等，每个部位都有其自己的受力特征，病害也有一些共性，如果出现的不是常规病害，应当仔细研究找出病因。

桥梁上部结构检测内容包括空心板梁体混凝土强度、空心板梁体混凝土碳化深度和梁体裂缝状况及分布规律等，桥梁下部结构检测内容包括敦台裂缝状况及分布规律和框架桥墩的风化、剥落、开裂、错位、下沉及水平位移或转动等情况。

桥面系检测内容包括桥面铺装、人行道、栏杆、排水设施及伸缩缝等，主要从以下几个方面进行检查：蟠面铺装有无裂缝、剥落、洼地积水、坑穴、波浪和鼓包；人行道及缘石有无剥落、破损；栏杆系有无撞击损坏、松动、开裂、下挠、上拱、歪斜及构件混凝土开裂。

桥梁支座检测内容包括支座功能是否完好、组件是否完整与清洁；底座、梁底、辊轴混凝土是否碎裂；座板、齿板有无脱焊；有无断裂、错位和脱空现象；橡胶支座的是否老化、变形、失效等等。

首先是桥梁调查与检算，要是资料收集，资料收集涉及的细节很多，如设计资料里面有计算书、设计图纸、修改图纸以及地质资料等等；施工资料里面包括各个阶段的竣工图纸、竣工说明书、材料试验资料及施工记录、竣工验收资料等等；其他养护、维修资料则包括历史上通过的特种车辆、交通量状况、养护维修的资料等。

其次是承载力检算，当对桥梁的整体特性进行了一些了解之后，还应当做一些必要的验算工作，验算的原则是有关技术规范，但需注意的是，有些具体的参数应当以实际桥梁为准，该折减的要进行折减，必要的时候还应当考虑某些有利因素。

通过验算，我们可以判断出桥梁结构的承载能力是否满足设计要求，评价桥梁的施工质量和营运条件，而对于旧桥，可以挖掘其承载潜能，并可以对不能满足要求的现役桥梁作出加固或重修建议。

回弹法是使用回弹仪来检测混凝土抗压强度的方法，回弹仪是一种机械式的无损检验仪器，回弹仪的弹击锤被一定的弹力打击在混凝土表面上，其回弹高度(通过回弹仪读得回弹值)与混凝土表面硬度也成一定的比例关系，用回弹法检测混凝土抗压强度的设备简单、操作方便、测试迅速，故在现场直接测定中使用较多。

桥梁检测动载试验是动力测定评价方法的基本测试项目，内容主要是结构动力特性和动载响应的试验与分析，量测的主要部位是结构动力效应构件的动应力及动变形的控制截面，一般来说，检测项目主要包括桥梁动力特性模态参数测试(频率、振形、阻尼比)和桥梁动力响应测试(动挠度、动应力、加速度、冲击系数)。

桥梁固有频率的测定结构比较简单的，只需结构的一阶频率，结构比较复杂的动力分析，还应考虑第二、第三及更高阶的频率，桥梁固有频率可以直接通过测试系统实测记录的功率谱图上的峰值、时域历程曲线或其自相关图上确定，由基频还可以推算承重结构的动刚度。

冲击系数的测试通常采用测定结构动应变或动挠度的方法，测试前，在梁的跨中(或变位、应变处)布置电阻应变片式的位移计或应变计，并通过动态应变仪与电脑相接，试验时，由加载车辆以某一速度从测点驶过，记录其输出应变随时间变化的实时信号。

一般情况下，应测试记录多种车速下的输出应变结果，以作分析比较，一般来讲，桥梁在跨径L为30一70m时，车辆与桥梁的自振频率较接近，易产生共振，在单台车作用下的冲击系数特别大；冲击系数随阻尼比的减小而增大，阻尼比越小，冲击系数受桥梁的影响越明显。

预应力混凝土梁桥的冲击系数大于同等跨径的钢筋混凝土梁桥，这些在测试中需注意，以便更好地分析冲击系数的测试结果。

事实上，实测汽车冲击系数除了与结构本身有关，还与试验车辆的性质、路面平整度、车速有一定关系，车辆荷载本身是一个带有质量的振动系统，当它在桥上行驶时，与桥产生车、桥耦合振动，由于车辆动力特性的复杂性，以及桥梁阻尼的离散性和桥面不平整的随机性，同一座桥梁多次不同的试验，测得的冲击系数也不尽相同。

桥梁动力荷载试验是指采用动力荷载如行驶的汽车荷载或其他动力荷载作用于桥梁结构上，以测出结构的动力特性，从而判断出桥梁结构在动力荷载下受冲击和振动影响的试验，通常采用车辆加载方式，测定梁的应变、挠度和裂缝，根据试验结果与理沦计算值的对比分析，来判断桥梁的实际承载能力。

这种荷载试验是非破坏性的，根据试验荷载的作用性质，通常分为静载试验和动载试验，前者反映桥梁在静载作用下的结构工作性能，后者反映桥梁结构的动力性能静载试验，静力荷载试验是将静止的荷载作用于桥梁上的指定位置，以便能够测试出结构的静应变，静位移以及裂缝等。

一般进行的分析评定工作主要包括对结构工作状况的评定、结构的强度及稳定性、地基与基础、结构的刚度要求、裂缝等。

㈦ 应力应变测试常用的方法有哪些

常见的应力测试方法
应力仪或者应变仪是来测定物体由于内应力的仪器。一般通过采集应变片的信号，而转化为电信号进行分析和测量。

应力测试一般的方法是将应变片贴在被测定物上，使其随着被测定物的应变一起伸缩，这样里面的金属箔材就随着应变伸长或缩短。很多金属在机械性地伸长或缩短时其电阻会随之变化。应变片其实就是应用了这个原理，通过测量电阻的变化而对应变进行测定。一般应变片的敏感栅所使用的是铜铬合金材料，这种材料其电阻变化率为常数，它与应变成正比例关系。

我们通过惠斯通电桥，便可以将这种电阻的比例关系转化为电压。然后不同的仪器，可以将这种电压的变化转化成可以测量的数据。
对于应力仪或者应变仪，关键的指标有： 测试精度，采样速度，测试可以支持的通道数，动态范围，支持的应变片型号等。并且，应力仪所配套的软件也至关重要，需要能够实时显示，实时分析，实时记录等各种功能，高端的软件还具有各种信号处理能力。

㈧ 残余应力的测量方法

1.盲孔法残余应力测量

它的原理是在平衡状态下的原始应力场上钻孔 ，以去除一部分具有应力的金属，而使圆 孔附近部分金属内的应力得到松弛，钻孔破坏了原来的应力平衡状态而使应力重新分布，并呈现新 的应力平衡，从而使圆孔附近的金属发生位移或应变，通过高灵敏度的应变仪，测量钻孔后的应变 量，就可以计算原应力场的应力值。
残余应力检测仪主要采用盲孔法进行各种材料和结构的残余应力分析和研究，还可作为在静力强度研究中测量结构及材料任意点变形的应力分析仪器。如果配用相应的传感器，也可以测量力、压力、扭矩、位移和温度等物理量。它以计算机为中央微处理机，采用高精度测量放大器、数据采集和处理器，测量中无需调零，可直接测出残余应力值的大小及方向，实现了残余应力测量的自动化。
2.磁测法残余应力测量
磁测法残余应力检测法主要是通过磁测法来测定铁磁材料在内应力的作用下磁导率发生的变化确定残余应力的大小和方向。众所周知，铁磁材料具有磁畴结构，其磁化方向为易磁化轴向方向，同时具有磁致伸缩性效应，且磁致伸缩系数是各向异性的，在磁场作用下，应力产生磁各向异性。磁导率作为张量与应力张量相似。通过精密传感器和高精度的测量电路，将磁导率变化转变为电信号，输出电流（或电压）值来反映应力值的变化，并通过装有特定残余应力计算机软件的计算机计算，得出残余应力的大小、方向和应力的变化趋势。
3.X射线衍射法残余应力测量
在各种无损测定残余应力的方法之中，X射线衍射法被公认为最可靠和最实用的。它原理成熟，方法完善，经历了七十余年的进程，在国内外广泛应用于机械工程和材料科学，取得了卓着成果。X-射线应力测定仪是一种简化和实用化的X射线衍射装置，因而它还有一项附加的功能──测定钢中残余奥氏体含量。由于它适用于各种实体工件，而且能够针对同一点以不同的φ角、Ψ角进行测试,以探测织构的影响，这项功能便具备了重要而独特的用途。

㈨ 各种材料应力的检测方法都有哪些

材料应力的检测方法与设备有很多，其中新拓三维XTDIC三维全场应变测量系统基于数字图像相关算法，为试验者提供非接触式动态全场三维应变及位移测量，应变测量范围从0.005%-2000%以上。
XTDIC可直接测量全场振幅、振动信息 ；可用于实时监测 ；试验过程可追溯、可评估。基于自主研发算法，结合客户现场试验情况，可为客户提供定制开发服务。客户需求因行业、工况而有一定的差异，产品定制成为客户的关注点，新拓三维提供的定制化服务。

㈩ 地应力测试的三种方法

地应力测试的三种方法：应力解除法、应力恢复法和水压致裂法3种。

地应力测量方法是测量地应力的方法包括：构造地质研究;地震、火山调查;瓦斯突出及岩爆调查;采坑、井巷、钻孔等变形情况调查;应力矿物、岩组方面的测试与研究;地形变测量;地球物理测量(地震法、超声波法、形变电阻法、放射法);钻孔测量(应力解除法、钻孔崩落椭圆形法;钻孔扰动应力测量);弧石测量等。

它是地质力学研究的重要内容之一,通过测量发现,最大主应力的方向几乎都是接近水平的。