卓航精密偶然發(fā)現(xiàn)一張某環(huán)式拉壓力傳感器原理圖。這顯然是一種基于應(yīng)變片的力傳感器，由圖可見彈性體產(chǎn)生變形，并在其表面產(chǎn)生應(yīng)變。但一時(shí)卻不知道這種結(jié)構(gòu)的測(cè)量原理，于是就建立了一個(gè)簡(jiǎn)單模型來進(jìn)行分析。橋路會(huì)采用4個(gè)應(yīng)變片，兩個(gè)被拉伸，另外兩個(gè)被壓縮。四個(gè)應(yīng)變片被組成一個(gè)惠斯通電橋,通過一個(gè)激勵(lì)電壓來進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)四個(gè)電阻不同時(shí)，也就是當(dāng)應(yīng)變片的由應(yīng)變產(chǎn)生的電阻變化時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)輸出電壓。所以，從電橋原理上與應(yīng)變天平?jīng)]有太大區(qū)別，問題是這應(yīng)該如何布置應(yīng)變計(jì)?

　　按照?qǐng)D示，建立了 3D實(shí)體模型。建模過程非常簡(jiǎn)單，通過草圖N個(gè)圓，然后拉伸再進(jìn)行布爾加/減運(yùn)算，2分鐘模型就建立好了。

　　將模型導(dǎo)入ANSYS WB，設(shè)置材料，劃分網(wǎng)格。

　　固定外框，并在內(nèi)框施加5000N載荷，求解。

　　結(jié)構(gòu)受壓力變形后與原理圖所示一致。如果通過彎曲測(cè)量，那么這樣的位置可能并不適于粘貼應(yīng)變計(jì)，因?yàn)檫@個(gè)空間并不容易打磨，除非擴(kuò)大空間。原理圖上應(yīng)該進(jìn)行了大量簡(jiǎn)化，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)的粘貼操作是很難實(shí)現(xiàn)的，即使去掉中間的豎直圓桶也很難操作。因此可能是基于另一種測(cè)量方式。

　　最可能是通過最大主應(yīng)力與最小主應(yīng)力測(cè)量。這樣，貼片表面可能與軸線平行，操作起來就會(huì)容易得多。

　　于是卓航精密稍微改造了一下：把中部的圓柱去掉，然后挖幾個(gè)圓洞用于粘貼應(yīng)變計(jì)。

　　得到了下面的結(jié)構(gòu)與結(jié)果，看起來不錯(cuò)，第一主應(yīng)變和第三主應(yīng)變達(dá)到近300微應(yīng)變。采用兩片半橋片(通常用于測(cè)量Mx的那種)就可以組成全橋了。但這只是原理罷了，在這種曲面上貼片也許對(duì)于貼片人員來說是一種挑戰(zhàn)!

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