Inhoud
Uitzoeken hoeveel gewicht een brug kan dragen, hangt af van hoe het reageert op de stress en spanning van auto's en andere voertuigen die het oversteken. Maar voor de meest minuscule veranderingen in stress, zou je een spanningsmeter nodig hebben die je veel stresswaarden kan geven. De microstrain-waarde helpt je daarbij.
microvervorming
Spanning wordt gemeten met "sigma" σ = F / A voor de kracht F op een object en het gebied EEN waarover de kracht wordt uitgeoefend. U kunt de stress op deze eenvoudige manier meten als u kracht en gebied kent. Dit geeft spanning dezelfde eenheden als druk. Dit betekent dat u druk kunt uitoefenen op een object als een manier om de stress erop te meten.
Je kunt ook uitzoeken hoeveel belasting op een materiaal is met behulp van de waarde van stam, gemeten door "epsilon" E = ΔL / L voor de verandering in lengte ΔL van een materiaal onder spanning gedeeld door de werkelijke lengte L van het materiaal. Wanneer een materiaal in een bepaalde richting wordt samengedrukt, zoals het gewicht van auto's op een brug, kan het materiaal zelf in de richtingen loodrecht op het gewicht uitzetten. Deze reactie van uitrekken of comprimeren, bekend als de Poisson-effect, laat je de stam berekenen.
Deze "vervorming" van het materiaal vindt plaats op microniveau voor microvervormingseffecten. Terwijl rekstroken met normale afmetingen veranderingen in materiaallengte in de orde van een millimeter of inch meten, worden microstrain-meters gebruikt voor lengten van micrometers (met de Griekse letter "mu") μm voor de lengteverandering. Dit zou betekenen dat u waarden van zou gebruiken ε in de orde van 10-6 in grootte om micro-inspanning te krijgen μ__ε. Het omzetten van microstrain in rek betekent het vermenigvuldigen van de waarde van microstrain met 10-6.
Microstrain-meters
Sinds de Schotse chemicus Lord Kelvin ontdekte dat metallisch geleidend materiaal onder mechanische belasting een verandering in elektrische weerstand vertoont, hebben wetenschappers en ingenieurs deze relatie tussen spanning en elektriciteit onderzocht om van deze effecten te profiteren. Elektrische weerstand meet een draadweerstand tegen de stroom van elektrische lading.
Spanningsmeters gebruiken een zigzig draadvorm zodat, wanneer u de elektrische weerstand in de draad meet terwijl er een stroom door stroomt, u kunt meten hoeveel spanning op de draad wordt uitgeoefend. De zigzag-roosterachtige vorm vergroot het oppervlak van de draad evenwijdig aan de richting van de spanning.
Microstrain-meters doen hetzelfde, maar meten nog meer minuscule veranderingen in elektrische weerstand tegen het object, zoals microscoopveranderingen in de lengte van een object. Spanningsmeters profiteren van de relatie zodanig dat, wanneer de spanning op een object wordt overgedragen naar de spanningsmeter, de meter zijn elektrische weerstand verandert in verhouding tot de spanning. Spanningsmeters vinden toepassingen in balansen die precieze metingen van het gewicht van een object geven.
Rekstrookje Voorbeeldproblemen
Voorbeelden van spanningsmeters kunnen deze effecten illustreren. Als een rekstrookje een microstrain van 5_μ__ε_ meet voor een materiaal met een lengte van 1 mm, met hoeveel micrometer verandert de lengte van het materiaal?
Zet de microstrain om in spanning door deze met 10 te vermenigvuldigen-6 om een rekwaarde van 5 x 10 te krijgen-6en converteer 1 mm naar meters door deze te vermenigvuldigen met 10-3 om 10 te krijgen-3 m. Gebruik de vergelijking voor spanning om op te lossen ΔL met 5 x 10-6 = ΔL / 10-3 m_. Los het op voor _ΔL als (5 x 10-6) x (10-3) om 5 x 10 te krijgen-9 m of 5 x 10-3 urn _._