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Wie viel Gewicht eine Brücke halten kann, hängt davon ab, wie sie auf die Belastung und Belastung von Autos und anderen Fahrzeugen reagiert, die sie überqueren. Für die kleinsten Spannungsänderungen benötigen Sie jedoch einen Dehnungsmessstreifen, mit dem Sie Spannungswerte erhalten, die viel kleiner sind. Der Microstrain-Wert hilft Ihnen dabei.
Microstrain
Stress wird mit "Sigma" gemessen σ = F / A für die Kraft F auf ein Objekt und die Fläche EIN über die die Kraft ausgeübt wird. Sie können die Belastung auf diese einfache Weise messen, wenn Sie Kraft und Fläche kennen. Dadurch werden die gleichen Einheiten wie beim Druck belastet. Dies bedeutet, dass Sie einen Druck auf ein Objekt ausüben können, um dessen Belastung zu messen.
Sie können mit der auch herausfinden, wie stark ein Material belastet wird Wert der Belastung, gemessen mit "epsilon" ε = ΔL / L für die Längenänderung ΔL eines unter Spannung stehenden Materials dividiert durch die tatsächliche Länge L des Materials. Wenn ein Material in eine bestimmte Richtung zusammengedrückt wird, z. B. das Gewicht von Autos auf einer Brücke, kann sich das Material selbst in Richtungen senkrecht zum Gewicht ausdehnen. Diese Reaktion des Streckens oder Zusammendrückens, bekannt als Poisson-Effekt, können Sie die Dehnung berechnen.
Diese "Verformung" des Materials tritt auf Mikroebene für Mikrobeanspruchungseffekte auf. Während Dehnungsmessstreifen normaler Größe Änderungen der Materiallänge in der Größenordnung von Millimetern oder Zoll messen, werden Mikrodehnungsmessstreifen für Längen von Mikrometern (mit dem griechischen Buchstaben "mu") μm für die Längenänderung verwendet. Dies würde bedeuten, dass Sie Werte von verwenden würden ε in der Größenordnung von 10-6 in der Größenordnung Mikrobeanspruchung zu bekommen μ__ε. Microstrain in Strain umwandeln bedeutet, den Wert von Microstrain mit 10 zu multiplizieren-6.
Mikro-Dehnungsmessstreifen
Seit der schottische Chemiker Lord Kelvin herausgefunden hat, dass metallisch leitendes Material unter mechanischer Beanspruchung einen veränderten elektrischen Widerstand aufweist, haben Wissenschaftler und Ingenieure diese Beziehung zwischen Beanspruchung und Elektrizität untersucht, um diese Effekte auszunutzen. Der elektrische Widerstand misst den Widerstand der Drähte gegen den Fluss elektrischer Ladung.
Dehnungsmessstreifen verwenden eine zickzackförmige Drahtform. Wenn Sie den elektrischen Widerstand im Draht messen, während ein Strom durch ihn fließt, können Sie messen, wie stark der Draht belastet wird. Die Zick-Zack-Gitterform vergrößert die Oberfläche des Drahts parallel zur Richtung der Dehnung.
Mikro-Dehnungsmessstreifen tun dasselbe, messen jedoch noch winzigere Änderungen des elektrischen Widerstands des Objekts, z. B. Änderungen der Objektlänge durch das Mikroskop. Dehnungsmessstreifen nutzen die Beziehung so, dass sich der elektrische Widerstand des Dehnungsmessstreifens proportional zur Dehnung ändert, wenn die Dehnung eines Objekts auf den Dehnungsmessstreifen übertragen wird. Dehnungsmessstreifen finden Verwendung in Waagen, die genaue Messungen des Gewichts eines Objekts liefern.
DMS-Beispielprobleme
DMS-Beispielprobleme können diese Effekte veranschaulichen. Wenn ein Dehnungsmessstreifen eine Mikrodehnung von 5 μ für ein Material mit einer Länge von 1 mm misst, um wie viel Mikrometer ändert sich die Länge des Materials?
Wandle die Mikro-Dehnung in Dehnung um, indem du sie mit 10 multiplizierst-6 um einen Dehnungswert von 5 x 10 zu erhalten-6und rechne 1 mm in Meter um, indem du es mit 10 multiplizierst-3 um 10 zu bekommen-3 m. Verwenden Sie die Gleichung für die Belastung, um zu lösen ΔL mit 5 x 10-6 = ΔL / 10-3 m_. Löse nach _ΔL as (5 x 10-6) x (10-3), um 5 x 10 zu erhalten-9 m oder 5 x 10-3 μm _._