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常见的应力应变测试方法有哪些?

发布日期:2025-08-23 09:55    点击次数:84

常见的应力应变测试方法主要包括以下几种,这些方法在电子制造、材料科学及工程结构等领域广泛应用,以确保产品或结构在受力条件下的可靠性和安全性:

1. 电阻应变片测试法

原理:基于电阻变化监测应变。当物体受外力变形时,内部电阻会发生变化,通过测量电阻变化计算应变值。

单轴应变片:测量单一方向的应变。

双轴应变片:测量两个垂直方向的应变。

三轴应变片:测量未知方向的应变,适用于复杂应力状态分析。

应用:线路板组装、汽车零部件测试、航空航天结构分析等。

优势:高灵敏度(可达微应变级)、实时监测、成本较低。

2. 光栅应变测试法

原理:利用光纤光栅(FBG)或激光散斑干涉技术,通过光波波长或干涉条纹变化测量应变。

类型:

光纤光栅传感器:嵌入材料内部,实现分布式应变监测。

激光散斑干涉:非接触式测量,适用于表面应变分析。

应用:复合材料结构、桥梁健康监测、高温环境测试。

优势:抗电磁干扰、耐腐蚀、适合长期监测。

3. 应变计测试法(机械式)

原理:通过机械装置(如千分表、引伸计)直接测量物体变形量,转换为应变值。

接触式引伸计:夹持在试样表面,测量轴向变形。

非接触式视频引申计:利用图像处理技术分析变形。

应用:材料拉伸试验、标准试件力学性能测试。

优势:简单直观、适用于静态或低频动态测试。

4. 数字图像相关法(DIC)

原理:通过对比物体表面变形前后的数字图像,计算全场应变分布。

应用:裂纹扩展分析、复合材料失效研究、振动模态测试。

优势:全场测量、非接触式、适用于复杂几何形状。

5. 声发射检测法

原理:通过检测材料受力时释放的弹性波,分析应力应变状态及裂纹扩展。

应用:结构健康监测、压力容器检测、复合材料损伤评估。

优势:实时动态监测、可定位缺陷位置。

6. X射线衍射法

原理:利用X射线穿透材料后衍射角的变化,计算残余应力及应变。

应用:焊接接头残余应力分析、金属材料热处理效果评估。

优势:高精度、非破坏性、适用于微观应变测量。

7. 激光位移传感器法

原理:通过激光束照射物体表面,测量反射光位置变化计算变形。

应用:精密机械位移监测、振动分析、薄板弯曲测试。

优势:高精度、非接触式、适合动态测量。

测试方法选择建议

线路板测试:优先选用电阻应变片(三轴)或DIC,因需捕捉微小应变及复杂应力分布。

材料科学:X射线衍射或光栅法适用于残余应力分析。

结构监测:光纤光栅或声发射法适合长期动态监测。

案例参考

线路板分板应力:某企业通过三轴应变片测试,发现分板过程应变从420με降至143με,显著降低零件开裂风险(资料来源:优尔鸿信昆山实验室案例)。

手机主板失效:CT扫描结合应变分析,定位线路开路及焊点空洞(资料来源:1219工业CT文档)。

通过合理选择测试方法,可有效评估产品或结构的应力应变状态,为设计优化和可靠性提升提供科学依据。



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