蠕变是负载传感器的关键技术指标。究负载传感器的蠕变特性以提高传感器的精度非常重要。文通过数字分析方法从理论上分析了力传感器弹性体的蠕变特性,并在列中对传感器进行了测试,以验证数字分析的可靠性。果表明,测试结果与数值分析的结论非常相似。

值分析方法具有较高的参考价值。变是固体材料在应力影响下缓慢或永久移动的趋势。力测量中,蠕变是高精度负载传感器的重要技术指标。据抗应力型负载传感器的结构原理,可以知道影响传感器的蠕变指数因素主要包括弹性体材料的蠕变,粘合剂和敏感网格元件的蠕变,等可变属性非常重要[1-2]。CrNiMoA材料是一种高强度合金结构钢,这是用于载荷传感器弹性体的最常用材料。合金钢具有高屈服强度和高极限抗拉强度。性模块的温度系数小,线性膨胀系数小,基本恒定,有利于传感器的温度补偿。料的弹性滞后小;实际处理,小处理后残余应力。此,40CrNiMoA被用作传感器弹性体的理想材料之一[3]。此,在本研究测试中,以40CrNiMoA材料为研究对象,并通过ANSYS软件对弹性体材料结构的蠕变特性进行了静态分析和数值分析。传感器蠕变测试的实际结果进行了初步类比,以显示数字分析的可靠性。ANSYS中,有两种解决方案:隐式蠕变和显式蠕变。式蠕变是使用前向Euler方法计算蠕变应变的演化,而隐式蠕变是使用Euler后向积分方法求解蠕变。
于可变应力,隐式方法在数值上是无条件稳定的,这意味着不必像显式蠕变方法那样使用较小的时间步长,因此总体上会更快。于隐式蠕变加速率无关的可塑性,恒温阀芯可塑性校正和蠕变校正是同时执行的,而不是分别进行的。此,隐式蠕变通常比显式蠕变更精确,但是它总是与时间步长有关,并且必须使用足够小的时间步长来准确捕获路径相关行为。于上述原因,本实验使用了更有效,更精确的隐式蠕变算法。

该测试中,选择的HBM RTN传感器系列的量程为100 t。性体的结构如图1所示。个弹性体材料均由40CrNiMoA合金钢制成。CrNiMoA合金钢,弹性极限为825 MPa,抗拉强度为930 MPa,弹性模量为2.1×105 MPa,泊松比为0.3,密度为7.85×103 kg / m3 。个模型是轴对称的规则实体,所有六面体实体元素185用于划分网格。用ANSA有限元预处理软件对网格进行划分。3中显示了划分的网格。
4中显示了加载传感器蠕变测试的方法。择弹性体中心环区域的单位以及表面尺寸接触是100毫米。
100吨负载转换为压力P并施加到所选单元的表面,即负载。传感器弹性体的底面施加完全约束。Z方向是弹性体的向上的竖直方向。ANSYS软件求解弹性结构的有限元模型。果如下:图4显示,在满负荷和压力后,弹性体结构的最大应力值为860 MPa,大于40CrNiMoA合金钢的弹性极限。大应力值位于弹性体上部的中间。为弹性体的顶部是球形接头结构,并且属于点接触,所以尽管最大应力值超过了弹性极限,但这不会导致弹性体不被损坏。5是圆柱传感器的弹性体的位移云的图。图中可以看出,在100t载荷下弹性体的最大位移为0.168mm,最大变形发生在弹性体的上端。
测试中,选择了一个100 t RTN传感器,并测试了其在额定载荷下随时间的蠕变变化,如图7所示。据弹性体结构的ANSYS蠕变模型和通过测量传感器的蠕变曲线,可以看出,数值分析方法和ANSYS有限元分析软件对于传感器的弹性体材料的蠕变特性具有很高的线性。于模型的简化和极限的选择在理论分析阶段存在一定的极限,但是在实际测试过程中,该阶段传感器的蠕变特性与的蠕变曲线具有很强的相似性。论分析,表明弹性人体蠕变的数值分析和模拟是高度可靠的,这为进一步研究弹性体材料的蠕变特性提供了更有价值的分析方向。
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