UNIVERZITET U ZENICIMAŠINSKI FAKULTETPREDMET: MJERNA TEHNIKA

ŠKOLSKA GODINA: 2011/12.

SEMINARSKI RADTEMA: MJERENJE NAPONA I DEFORMACIJE

STUDENT: PROFESOR: Mašić Arnel r. prof. dr. sc. Samir Lemeš

SADRŽAJ:

1. Uvod

1.1. Razvoj i metode mjerenja deformacija

2. Otporne mjerne trake

2.1. Historijski razvoj mjernih traka i neke osnovne karakteristike

2.2. Primjena mjernih traka

2.3. Faktori koji utiću na izbor mjerne trake

2.4. Teorija uravnoteženog Vitstonovog mosta

2. 5. Tenzometrijska ispitivanja

2.6. Primjeri lijepljenja mjernih traka kod tenzometrijskih ispitivanja

2.7. Rozete deformacija

3. Primjene tehnike bušenja otvora za određivanje postojećeg stanja napona u betonskim i armirano betonskim konstrukcijama

3.1. Metoda prošlicavanja

3.2. Metoda formiranja otvora kod betonskih konstrukcija

4. Zaključak

1. UVOD1.1. RAZVOJ I METODE MJERENJA DEFORMACIJA

Deformacija je fundamentalni inženjerski fenomen i postoji u svakoj konstrukciji. Deformacije mogu biti:

- elastične i

- plastične Stoljećima postoji težnja za tačnim mjerenjem deformacija. XVII. St. -Huk ukazao na konstantan odnos naprezanja i deformacije u mnogim materijalima.1. korak u mjerenju deformacija je upotreba mehaničkog mikrometra.

2. korak u mjerenju deformacija je upotreba ekstenzometra. Jedan od narednih koraka je i upotreba optičke interferencije. U narednim koracima naučnici su se bavili električnim fenomenima i dobili tzv.

električne mjerne trake. Kao konačno rješenje za mjerenje deformacija danas je žičana traka.

2. OTPORNE MJERNE TRAKE2.1. HISTORIJSKI RAZVOJ MJERNIH TRAKA I NEKE OSNOVNE KARAKTERISTIKE

Istraživanje iz 1856. godine iznosi činjenicu da električna otpornost žice varira sa istezanjem

kojem je podvrgnuta. 1930. godine pokušana je primjena fenomena osjetljivosti žice na deformaciju u stvarnom

mjerenju deformacija drugih tijela. Kasnije je ustanovljeno da se trake mogu izraditi sa jednakom otpornošću i faktorom osjetljivosti.

Kod mjernih traka od naročitog interesa je:

- promijena električne otpornosti

- promijena njene dužine ili deformacija Faktor osjetljivosti mjerne trake se izražava kao:

L/LR/R

K

2.2. PRIMJENA MJERNIH TRAKA

Mjerna traka se koristi za pribavljanje tačnih informacija o veličini; raspodijeli i pravcu

deformacija u opterećenoj konstrukciji. Predmet eksperimentalne analize je:

- analiza novog projekta

- nalaženje grešaka

- analiza pri radnom opterećenju

- teorijska istraživanja

2.3. FAKTORI KOJI UTIĆU NA IZBOR MJERNE TRAKE

Postoji sedam glavnih promjenjivih koje se mogu modifikovati da bi se dobila traka sa

specijalnim karakteristikama:

- materijal žice

- noseći materijal baze na koji se montira i lijepi žica

- ljepak upotrebljen za montiranje žice na nosač

- tip konstrukcije izvoda

- konfiguracija mreže

- broj i orijentacija mrežica

- dimenzije mrežice i trake

2.4. TEORIJA URAVNOTEŽENOG VITSTONOVOG MOSTA

Za slučaj uravnoteženog Vitstonovog mosta

otpori u granama mosta su podešeni tako da

je UAC= 0, te je protok struje iAC = 0 pa je:

Navedeni odnos koristi nultu metodu za mjerenje promjene otpora

Mjerenjem vrijednosti i za poznati odnos odredi se vrijednost odnosno

dilatacija na mjestu gdje je zaljepljena mjerna traka

43

21

3

2

4

1 RR

RRili

R

R

R

R

43

21 RR

RR

4R3

2

R

R1R

2.5. TENZOMETRIJSKA ISPITIVANJA

Tenzometrijska ispitivanja (mjernim trakama i rozetama) spadaju među najtačnije metode

praćenja deformacijskih procesa kao i naponskog stanja u materijalu. Za žicu kružnog poprečnog presjeka

električni otpor je dat izrazom:

Relativna promjena električnog otpora provodnika

sa njegovim relativnim izduženjem.

Taj odnos predstavlja osnovnu karakteristiku mjerne trake i naziva se faktor osjetljivosti mjerne trake ili faktorom trake K. I odatle se dobija veza koja omogućava da se izračuna izduženje na osnovu poznatog podatka za K i izmjerene promjene otpora R, kada je poznat prvobitni otpor R.

2dC

lR

mRdR

ldl

RdRK

21

/

/

/

R

R

K

1

2.6. PRIMJERI LIJEPLJENJA MJERNIH TRAKA KOD TENZOMETRIJSKIH ISPITIVANJA

lijepljenje mjernih traka kod aksijalno opterećenih elemenata

2.6. PRIMJERI LIJEPLJENJA MJERNIH TRAKA KOD TENZOMETRIJSKIH ISPITIVANJA

lijepljenje mjernih traka kod elemenata opterećenih na savijanje

- lijepljenje mjernih traka kod elemenata oterećenih na uvijanje

2.6.2. ROZETE DEFORMACIJA

Ako se više mjernih traka postavi zajedno ili tako da jedna preklapa drugu za dobijanje glavnih deformacija na nekoj površini, rezultirajuča konfiguracija se naziva rozeta. Na slijedećoj slici prikazane su konfiguracije različitih rozeta:

3. PRIMJENE TEHNIKE BUŠENJA OTVORA ZA ODREĐIVANJE POSTOJEĆEG STANJA NAPONA KOD BETONSKIH I ARMIRANO BETONSKIH KONSTRUKCIJA

1. Metoda prošlicavanja

2. Metoda formiranja otvra kod betonskih konstrukcija

3.1. METODA PROŠLICAVANJA

Koristi se za određivanje postojećih napona pritiska Prošlicavanje se vrši otvorom širine 4 cm, pri čemu je dubina šlica u svakom inkrementu po 10 mm sve do ukupne dubine 80 mm

Uređaj za unošenje sile na prošlicano mjesto u betonskoj konstrukciji

3.2. METODA FORMIRANJA OTVORA KOD BETONSKIH KONSTRUKCIJA

tehnika formiranja otvora zasniva se na definisanju relaksacije napona prouzrokovane bušenjem relativno malog otvora na ravnomjerno napregnutoj betonskoj konstrukciji I kod betonskih konstrukcija ukupna relaksacija napona smanjuje se kako se odmičemo od otvora

Mjerenjem promjene dilatacije na određenom rastojanju moguće je, kod betonskih konstrukcija utvrditi kolika je bila veličina deformacija, a odatle i napona, prije nego što je počelo formiranje otvora.

U slučaju betonskih konstrukcija umjesto formiranja malih otvora na stvarnim konstrukcijama se vade kernovi, i to primjenom što kvalitetnijih dijamantskih rezača.

Dubina prečnika otvora koji se formira, kao i veličina položaja mjernih traka koje se koriste,određuju se na osnovu dubine na kojoj treba odrediti napone.

Pri tome dubina otvora ne bi trebala da bude manjaod polovine debljine ispitivanog elementa AB konstrukcije.

Eksperimentalnim provjerama došlo se do zaključka da otvor proizvodi utjecaj na naponsko stanje elementa sve do udaljenosti od 5 prečnika od ivice otvora. U ovoj oblasti se vrše i mjerenja tako da je poželjno da tu nema nikakvih ivica, niti drugih diskontinuiteta.

Kako se obično radi o veoma malom nivou oslobođenih (zaostalih, postojećih) napona to se obično koristi, mjerni sistem koji se sastoji od 8 elemenata – mjernih traka veličine 50 mm, ili odgovarajućih dilatometara.

Ovoliki broj dilatometara (osam, a ne neophodna tri) se postavlja, jer se obično računa na otkazivanje pojedinih od ovih ekstenzometara – usljed pojave prslina, oštećenja drugog tipa, ali i drugih razloga.

Greška pri određivanju glavnih napona je reda veličine ± 0,3 MPa, a ide najviše do ± 3 % od ukupnog čitanja

HVALA NA PAŽNJI !!!!!!!!!