Bir köprünün ne kadar ağırlık taşıyabileceğini bulmak, onu geçen arabaların ve diğer araçların stresine ve gerilimine nasıl tepki verdiğine bağlıdır. Ancak, stresteki en küçük değişiklikler için, size çok daha küçük stres değerleri verebilecek bir gerinim ölçere ihtiyacınız olacaktır. Mikro gerilim değeri bu konuda size yardımcı olur.
mikro gerilim
Stres"sigma" kullanılarak ölçülür
\sigma = \frac{F}{A}
kuvvet içinFbir nesne ve alan üzerindebirüzerine kuvvet uygulanır. Kuvvet ve alanı biliyorsanız, stresi bu basit şekilde ölçebilirsiniz. Bu, basınçla aynı birimleri zorlar. Bu, üzerindeki stresi ölçmenin bir yolu olarak bir nesneye basınç ekleyebileceğiniz anlamına gelir.
Ayrıca, kullanarak bir malzemede ne kadar gerilme olduğunu da anlayabilirsiniz.gerilme değeri, "epsilon" ile ölçülür
\epsilon =\frac{\Delta L}{L}
uzunluk değişikliği içinΔLGerilme altındayken bir malzemenin gerçek uzunluğuna bölümüLmalzemenin. Bir malzeme, bir köprü üzerindeki arabaların ağırlığı gibi belirli bir yönde sıkıştırıldığında, malzemenin kendisi, ağırlığa dik yönlerde genişleyebilir. olarak bilinen bu germe veya sıkıştırma tepkisi
zehir etkisi, gerilmeyi hesaplamanızı sağlar.Malzemenin bu "deformasyonu", mikro gerilim etkileri için mikro düzeyde gerçekleşir. Normal boyutlu gerinim ölçerler, malzemenin uzunluğundaki değişiklikleri milimetre veya inç mertebesinde ölçerken, mikro gerinim ölçerler, mikrometre uzunlukları için (Yunanca "mu" harfi kullanılarak) μm cinsinden değişiklik için kullanılır. uzunluk. Bu, değerlerini kullanacağınız anlamına gelirε10 sırasına göre-6 mikro gerilim elde etmek için büyüklükteμε.Mikro gerilimin gerinime dönüştürülmesi, mikro gerilimin değerinin 10 ile çarpılması anlamına gelir.-6.
Mikrostrain Göstergeleri
İskoç kimyager Lord Kelvin, mekanik zorlanma altındaki metalik iletken malzemenin bir değişiklik gösterdiğini keşfettiğinden beri. elektrik direnci, bilim adamları ve mühendisler, gerilme ve elektrik arasındaki bu ilişkiyi yararlanmak için araştırdılar. bu etkiler. Elektrik direnci, bir telin elektrik yükünün akışına karşı direncini ölçer.
Gerinim ölçerler, içinden bir akım geçerken teldeki elektrik direncini ölçtüğünüzde, tel üzerine ne kadar gerilim uygulandığını ölçebileceğiniz şekilde zikzaklı bir tel kullanır. Zigzag ızgara benzeri şekil, gerilme yönüne paralel olarak telin yüzey alanını arttırır.
Mikro gerinim ölçerler aynı şeyi yapar, ancak bir nesnenin uzunluğundaki mikroskop değişiklikleri gibi nesneye karşı elektrik direncindeki daha da küçük değişiklikleri ölçer. Gerinim ölçerler, bir nesne üzerindeki gerilim gerinim ölçere aktarıldığında, göstergenin elektrik direncini gerilimle orantılı olarak değiştireceği şekilde ilişkiden yararlanır. Gerinim ölçerler, bir nesnenin ağırlığının kesin ölçümlerini veren terazilerde kullanım alanı bulur.
Strain Gauge Örnek Problemleri
Gerinim ölçer örnek problemleri bu etkileri gösterebilir. Bir gerinim ölçer, 5'lik bir mikro gerilimi ölçerseμε1 mm uzunluğunda bir malzeme için, malzemenin uzunluğu kaç mikrometre değişir?
Mikro gerilimi 10 ile çarparak gerinime dönüştürün-6 5 x 10'luk bir gerinim değeri elde etmek için-6ve 1 mm'yi 10 ile çarparak metreye dönüştürün-3 10 almak-3 m. Çözmek için gerinim denklemini kullanınΔL:
5\times 10^{-6}=\frac{\Delta L}{10^{-3}}\implies \Delta L=5\times 10^{-6}\times 10^{-3}=5 \times 10^{-9}\text{ m}
veya 5 x 10-3 um.