隔膜泵液力端零件阀箱体动态应变测试

时间：2024-01-18

隔膜泵是固液两相介质输送的关键设备，应用于大型石化、煤化工、冶金及建材等领域。本文主要是对隔膜泵液力端零件阀箱体进行动态应变测试，了解隔膜泵零件的应变测试过程及结果分析过程。
测试仪器仪器采用南京聚航科技有限公司的JHDY动态应变仪，模块化设计，通道数可达数百，并保持同步。软件操作，根据测量需求，灵活设置参数。测量数据实时同步，自动保存，自动生成报表。
贴片位置的选定
通常情况下，先对被测零件做ANSYS强度计算，根据分析结果的应力云图，选择零件表面应力较大的位置进行贴片。零件表面一般属于两向应力状态，故贴90°应变花。如果想准确的测量零件的主应力方向，需要贴60°或45°应变花。
实验方案设计
对阀箱体进行动态电阻应变测试，得到零件的等效应力值σ，对阀箱体做ANSYS静力学分析，得出被测点的应力值σ’。对比二者相同位置处的σ与σ’是否相同，并比较差值（σ-σ’）/σ的大小，经分析给出二者之间关系，使应变测试与ANSYS分析成互为验证之法。
实验基本步骤
1. 贴片前准备工作，如用砂纸打磨零件，丙酮擦拭油污等；
2. 粘贴电阻应变片和接线端子，焊接好引出线，用万用表检查各焊点虚实，并预留出足够长度的引出线；
3. 将各测点应变片接线端子处的引线与电桥连接好，一般选1/4桥两线接法；
4. 将应变仪各接线连好，记录每个通道所连接的测点位置及方向，连接好笔记本电脑并启动；
5. 打开应变仪电源。
6. 预热30min左右；
7. 平衡调节：将功能选择开关置“设置”键，按“自动平衡”按钮进行自动调节，平衡表头指向零；如果效果仍不是太好，调节微调按钮至平衡；
8. 转折频率调整：根据被测信号的较高频率调整转折频率，使其处于被测信号较高频率的2-5倍范围内；
9. 试车，开始测量，保存采集数据。
测试数据的整理
通过动态测试软件对采集的数据进行分析，整理出应变片各测点的测量数据，并求得该工况下阀箱体被测表面的平均应变值。下面仅以阀箱体处于3MPa工作压力下的一组采集数据为例进行对照分析。

表1 阀箱体3MPa工作压力下测量数据

	采集数据1	采集数据2	采集数据3	采集数据4	采集数据5	采集数据6
测点1	43.45	42.78	41.46	40.61	41.96	45.17
测点2	27.63	33.44	27.87	30.14	27.49	30.33
测点3	23.82	22.41	26.11	26.02	25.00	24.97
测点4	48.93	50.94	47.25	51.44	50.35	51.72

由表1可得出各测点的平均应变及平均应力。
对阀箱体进行有限元分析，以四面体实体网格对阀箱体有限元模型进行划分，网格大小为20mm，共划分单元43577个，节点9230个，内部腔体表面施加3MPa面压力，可得出对应测点方向处阀箱体表面的应力值。
测试数据与有限元分析结果的对照
通过方案设计中测试数据与有限元结果的对比，对两种不同方式得到的数据进行对比分析，得到如下数据。
表2 测试数据与有限元分析结果的对照表

位置	测点1	测点2	测点3	测点4
δ	16.66%	13.75%	22.70%	17.22%

由表2数据可以看出阀箱体测试数据及有限元计算数据的误差大小，并可根据对多次测量数据的分析，修订有限元计算得边界条件，或给出有限元分析计算结果与零件实际应力间的一个系数范围，相当于对有限元分析的载荷预加一个工况系数，使有限元分析结果在满足此工况系数情况下达到零件的安全系数。

以上就是隔膜泵液力端零件阀箱体动态应变测试过程，如果您还想了解更多信息，可以直接联系聚航科技，我们欢迎您的咨询。

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