壓電測力儀多維分載結構及其布置方式研究.pdf

1、隨著測試技術的發(fā)展，越來越多的工業(yè)生產場合需要傳感器的參與來完成生產過程的監(jiān)測，而由于生產水平的不斷提高，某些應用場合對于傳感器提出了新的更高的要求。例如在攪拌摩擦焊工作過程中，焊頭處的力往往在10KN以上，焊接位置在時刻變化，因此為了對焊接過程進行實時反饋控制，實現對大量程焊接力進行分載測量的同時，對于變加載點外力的準確測量也成為關鍵;另一方面攪拌摩擦焊的焊接平面尺寸很大，而工件往往較薄，由此帶來的剛度不足成為另一個需要解決的難題。<

2、br>　　從上述應用領域的需求出發(fā)，本文以壓電石英傳感器作為核心敏感元件，擬設計一種具有分載功能的測力儀，實現對多維、大量程、變加載點外力的測量。
　　為實現對大量程力的分載測量，本文首先對測力儀的軸向及橫向分載原理進行了敘述，設計了挖環(huán)式和開槽式兩種形式的分載結構，通過仿真比較最大變形量及實際加工可行性最終確定采用開槽式分載結構。在確定采用傳感器四點正方形布置的基礎上，為解決測試平面剛度較小的困難，決定將分載結構也按照四點正方形

3、布置的方式布置于傳感器范圍內。設計了擁有30mm、60mm、90mm三種分載結構跨距的測力儀上下板，確定了彈性預緊方式及預緊力的大小，設計了一種裝配定位銷，以保證裝配精度，并對裝配過程進行了詳細敘述。
　　利用ANSYS Workbench對測力儀進行了靜力學仿真分析，接著對測力儀進行了軸向和橫向的加載試驗，通過比較三種分載結構跨距的輸出曲線二次項系數、分載比、不同加載點傳感器輸出最大最小差值，發(fā)現軸向不同點加載傳感器輸出最大最小