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如何大限度地提高應變片的疲勞壽命
電阻應變片的疲勞壽命是一個經(jīng)常被誤解的話題。一些客戶經(jīng)常會問“應變片的大疲勞壽命是多少？”、”大振幅下，應變片能承受多少次加載周期？“以及材料越來越堅固（復合材料），我們需要耐久性更高的應變片等。
電阻應變片是一種久經(jīng)驗證的傳感器技術(shù)，可用于多種應用測試，如靜載荷、構(gòu)件和全尺寸疲勞測試等。通過測試來改進材料或設計，提高重量強度比，滿足未來的需求。
在這些試驗中，材料需要作為部件或完整產(chǎn)品在試驗機中進行試驗，或在移動試驗中模擬應力情況，以確保不會發(fā)生故障。
耐久性試驗過程中應變片的意外失效會導致大量的額外工作和成本。因此在此類測試中，知道應變片能承受多少次循環(huán)加載，以及能達到什么精度是非常重要的。
其中一個制約因素是電阻箔式應變片使用的材料。箔式應變片主要測試部件是金屬柵絲。金屬柵絲在加載過程中會產(chǎn)生變形，并導致電阻產(chǎn)生變化。應變片電阻的變化可通過惠斯通電橋轉(zhuǎn)換為電壓變化。
常用的電阻應變片測量柵絲是康銅或鉻鎳合金（modco）。康銅和鉻鎳合金與其他鋼鋁等金屬材料有著相似之處，具有彈性和塑性變形區(qū)。下圖顯示了鋼在應力和應變下的變形情況。
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如果材料只在線性彈性區(qū)受力，則材料的變形是可逆的。對材料施加過屈服限的應力會使材料發(fā)生塑性變形。當達到該區(qū)域的特定應力值時，在外部載荷后，材料不會恢復到初始狀態(tài)——材料發(fā)生不可逆變形。這種典型的材料變形狀況同樣也存在于應變片金屬材料上！
不幸的是，屈服點/彈性限不能擴展，這也是電阻應變片疲勞壽命受到限制的原因之一。
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箔式應變片的疲勞壽命取決于其受到的應力。應變片在線性彈性區(qū)受力，材料的變形是可逆的，較低的振幅必然會增加疲勞壽命。更高的振幅，過特定的限會導致應變片失效。?
靜載荷試驗（2）中，應變片在單個方向上使用 (拉或壓)，如果過限定值，在塑性變形區(qū)其依然會提供了一個的測量值。電阻應變片的大值在PDF參數(shù)表中被規(guī)定為應變。拉向和壓向值分別規(guī)定。對于這些試驗，HBM的箔式應變片可測量1%到10%的高應變。?
大允許值也在應變片參數(shù)表中為疲勞壽命。疲勞壽命意味著大允許振幅取決于負載循環(huán)和信號零點漂移公差。
一個加載循環(huán)對應規(guī)定振幅下的1x拉伸和1x壓縮。
應變
靜應變是指應變片在使用壽命內(nèi)只能在單個方向進行一次加載規(guī)定的應變。當過規(guī)定限值時，應變片可能產(chǎn)生損壞。
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在較高振幅（>4000μm/m）下使用電阻應變片進行的測量顯示，在信號出現(xiàn)明顯的零點漂移之前，負載循環(huán)周期會出現(xiàn)大幅下降。例如，使用M系列應變片進行+5200μm/m膨脹負荷試驗，循環(huán)加載周期將減少到1000次。在+7000μm/m下加載周期將縮短至100。
對于測試要求較高的負載振幅，我們建議使用光纖應變片。
如何大化應變片的疲勞壽命?
1. 減少焊錫點面積和焊料使用量
當向材料施加靜載荷或動載荷時，材料的剛性區(qū)域是破壞的關(guān)鍵點。專業(yè)焊接，盡可能減少焊接點上的焊料，降低剛度，增加疲勞壽命。
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2. 與應變方向成90°角焊接電纜
將焊點的接觸面減至小，可提高其疲勞壽命。
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3. 使用柔軟的導線材料/導線。
連接電纜是機械系統(tǒng)的一部分。使用大直徑的剛性電纜會增加局部剛度。使用細直徑的柔軟電纜可以降低剛度。
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?4. 使用帶外部焊接端的應變計
帶引線的應變片具有高的靈活性。
5. 避免使用保護層
如果要達到大疲勞壽命，也應避免使用保護層。由于它們與應變片相互作用，在特定點增加應力。
6. 使用較大的測量柵絲
較大的測量柵絲可提高疲勞壽命（例如，使用6毫米柵絲而不是3毫米柵絲）。
7. 確保高質(zhì)量的粘合
使用薄粘合劑
???8. 使用封裝應變片?
?9. 疲勞壽命應變片?
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