Innhold
Å finne ut hvor mye vekt en bro kan ha, avhenger av hvordan den reagerer på belastningen og belastningen på biler og andre kjøretøyer som krysser den. Men for de mest små endringene i stress, trenger du en belastningsmåler som kan gi deg stressverdier som er mye mindre. Mikrostrain-verdien hjelper deg med det.
mikros
Understreke måles ved hjelp av "sigma" σ = F / A for styrken F på et objekt og området EN som styrken brukes på. Du kan måle stresset på denne enkle måten hvis du kjenner kraft og område. Dette gir belastning de samme enhetene som trykk. Dette betyr at du kan legge press på et objekt som en måte å måle stresset på det.
Du kan også finne ut hvor mye belastning det er på et materiale ved å bruke verdien av belastning, målt med "epsilon" ε = ΔL / L for endring i lengde AL av et materiale når det er under belastning delt på den faktiske lengden L av materialet. Når et materiale er komprimert i en bestemt retning, for eksempel vekten på biler på en bro, kan selve materialet utvide seg i retningene vinkelrett på vekten. Denne responsen av tøying eller komprimering, kjent som Poisson-effekt, lar deg beregne belastningen.
Denne "deformasjonen" av materialet skjer på mikronivå for mikrostrain-effekter. Mens strekkmålere i normal størrelse måler endringer i lengden på materialet i størrelsesorden en millimeter eller tomme, brukes mikrostrekkmålere for lengder på mikrometer (ved bruk av den greske bokstaven "mu") μm for endring i lengde. Dette vil bety at du vil bruke verdier av ε i størrelsesorden 10-6 i styrke for å få mikrostamme μ__ε. Å konvertere mikrostamme til belastning betyr å multiplisere verdien av mikrostrain med 10-6.
Microstrain målere
Helt siden den skotske kjemikeren Lord Kelvin oppdaget at metallisk ledende materiale under mekanisk belastning viser en endring i elektrisk motstand, har forskere og ingeniører utforsket dette forholdet mellom belastning og elektrisitet for å dra nytte av disse effektene. Elektrisk motstand måler en ledningsmotstand mot strømmen av elektrisk ladning.
Strekkmålere bruker en zigzig form av ledning slik at når du måler den elektriske motstanden i ledningen når strømmen strømmer gjennom den, kan du måle hvor mye belastning som blir lagt på ledningen. Den sikksakk gitterlignende formen øker ledningsflaten parallelt med strekkets retning.
Mikrostrekkmålere gjør det samme, men måler enda mer små endringer i elektrisk motstand mot objektet, for eksempel mikroskopforandringer i en objekts lengde. Strekkmålere utnytter forholdet slik at når belastningen på en gjenstand blir overført til strekkmåleren, endrer måleren sin elektriske motstand i forhold til belastningen. Strekkmålere finner bruk i balanser som gir nøyaktige målinger av gjenstandenes vekt.
Eksempler på belastningsmåler
Eksempler på belastningsproblemer kan illustrere disse effektene. Hvis en strekkmåler måler en mikrostamme på 5_μ__ε_ for et materiale på 1 mm i lengde, med hvor mange mikrometer endres materialets lengde?
Konverter mikrostammen til belastning ved å multiplisere den med 10-6 for å få en strekkverdi på 5 x 10-6, og konverter 1 mm til meter ved å multiplisere den med 10-3 å få 10-3 m. Bruk ligningen for belastning å løse for AL med 5 x 10-6 = AL / 10-3 M_. Løs for _ΔL som (5 x 10-6) x (10-3) for å få 5 x 10-9 m, eller 5 x 10-3 um _._