力學測量的案例
免費網絡課程 |HBM力學測量技術-測力應用場景與實踐精髓
培訓內容
力是非常重要而且最經常被測量的機械量，在測試臺和工業過程控制中經常遇到以下問題：
· 稱重等于測力嗎？
· 力傳感器的最佳選擇，壓電還是應變技術？
· 如何采用分路測力而不直接采用力傳感器進行力學測量？
· 關于測量不確定度，哪些因素需要被考慮？
· 如何保證精確地進行力學測量？
本課程將為您提供重要的力學測量基礎知識、技巧和提示，使您能夠準確地進行力學測量。
培訓時間
1月20日（周三）下午 14:00-15:00
課程對象
從事測試測量特別是力學測量領域的工程、技術、營銷、采購、管理人員；力學測試設備設計、安裝調試、使用人員；大中專院校相關專業師生。
費用：免費
報名方式
電腦端報名：點此處報名
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培訓內容
力是非常重要而且最經常被測量的機械量，在測試臺和工業過程控制中經常遇到以下問題：
· 稱重等于測力嗎？
· 力傳感器的最佳選擇，壓電還是應變技術？
· 如何采用分路測力而不直接采用力傳感器進行力學測量？
· 關于測量不確定度，哪些因素需要被考慮？
· 如何保證精確地進行力學測量？
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培訓時間
1月20日（周三）下午 14:00-15:00
課程對象
從事測試測量特別是力學測量領域的工程、技術、營銷、采購、管理人員；力學測試設備設計、安裝調試、使用人員；大中專院校相關專業師生。
費用：免費
備注
培訓將通過網絡授課的方式進行，請自備具備上網條件的電腦。
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方法一：點擊這里，進入課程頁面
方法二：
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展開 力學測量術語揭秘 | 標準和基本信息
在力學測量中，往往會涉及很多專業術語。在查看相關技術文檔時，您了解這些術語的含義嗎？
從這期開始，我們將開設「力學測量術語揭秘」欄目。在該欄目中，我們會分成多期，為大家持續介紹在力學測量領域中極為重要的技術術語。
作為欄目第一期，首先為大家介紹的是標準和基本信息：
1. DIN EN ISO 376
2. VDI/VDE 2638
3. 防護等級
4. 抗機械沖擊性能
5. 抗振動應力性能
6. 參考傳感器
1. DIN EN ISO 376
DIN EN ISO 376描述了力傳感器或測量鏈（在標準中通常稱為測力儀）的校準過程，其被用作參考力傳感器或傳遞標準傳感器，或是對測量不確定度有嚴格要求的應用。該過程涉及以標稱（額定）力進行步進預加載，在8或10個加載階段三個安裝位置（每個位置旋轉120°）分別加載，并進行蠕變測量。
接下來，每個經過校準的力傳感器都帶有校準證書，證書將標明傳感器的等級并評估和記錄特征值。校準證書還包含所使用的標準試驗機、信號調理器以及校準期間的主要環境條件（溫度、氣壓等）等信息。
提示：您可以在這里處找到交互式校準證書。根據DIN EN ISO 376的規定逐步解釋校準的各個要素。
2. VDI/VDE 2638
VDI/VDE 2638定義了力傳感器的特征量，目的是建立一個統一的語言和技術備忘錄。該標準由德國工程師協會（VDI）頒布。
3. 防護等級符合EN 60529標準
防護等級（也稱為IP代碼或入口保護代碼）表示設備對異物和濕氣侵入的保護程度。等級由兩位數字組成，例如 IP67。第一個數字表示防止固態異物侵入的防護等級，第二個數字表示防潮等級。
展開 力學測量術語揭秘 | ISO 376標準的特征量
在新的位置上采用與第一次系列測試相同的負載級完成一系列測試后，再一次拆下傳感器并旋轉120°，并采用相同的負載級再測量一次。然后根據每個負載級的結果來計算再現性。因此，校準證書顯示了每個校準負載級的再現性誤差。這個數字是相對于測量的力值而言的。
重復性相對誤差（b'）[%]
重復性是指在安裝位置不變的情況下，當前負載級的偏差。因此，其表示了一個傳感器在固定安裝位置上的再現情況。在此試驗中，傳感器承受了兩次相同的加載，未進行任何拆卸或重新安裝。同樣，在校準證書上，這個重復性誤差是相對于測量的力值而言的。
（相對）插值誤差（fc）[%]
對于參考力傳感器（U15、top 級傳感器……），會顯示相對于測量值的插值誤差。通常，根據ISO 376標準進行的校準并不產生一個衡量靈敏度的特征值，而是一個函數。因此，插值誤差是傳感器的真實特征曲線與表示校準結果的函數之間的差異。
重要提示：測量不確定度的影響不是相對于滿量程而言的，而是相對于所測的力值。在HBK，插值相對誤差在校準證書上以三次函數表示。
（相對）零點誤差（f0）[%]
相對零點誤差是指零點的偏差。為了確定零點誤差，在加載和卸載循環后來繪制零點信號，它是零點返回的度量。
可逆性/滯后相對誤差（v）[%]
可逆性（滯后）相對誤差描述了負載增加或減小時的特征曲線差異。在HBK，始終會在數據表上注明曲線的最大可能偏差。因此，單個傳感器的滯后很可能（遠）小于數據表中給出的值。
展開 
2019年流體力學實驗技術發展與展望研討會在京召開
2019年1月5日至6日，由中國力學學會流體力學專業委員、北京航空航天大學與中國科學院大學聯合主辦的流體力學實驗技術發展與展望研討會在中國科學院大學雁棲湖校區國際會議中心召開。會議主席由北京航空航天大學王晉軍教授擔任，王晉軍、倪明玖、周裕、姜楠、劉應征擔任組織委員會委員。會議主要議題包括流體力學多場耦合測試技術與方法、極端環境下測試技術。
會議首先由王晉軍教授致開幕詞，王教授從力學學科發展出發強調了實驗測量技術的重要性，同時他也指出目前多場耦合以及極端環境對流體力學實驗測量技術提出了更高的要求，希望廣大實驗流體力學工作者以此為契機，充分發揮自己的才能，為流體力學測量技術的發展做出自己的貢獻。
展開 測力專家 | HBK力傳感器家族
在工業制造、科研實驗、醫療康復等領域，精確的力學測量是保障設備運行和研發創新的關鍵。作為測量技術的專家，HBK力傳感器家族以其卓越性能和可靠品質，被廣泛應用于各行各業。今天，就讓我們一起來了解下這些"硬核寶貝"。
U10F, U10M 拉壓向力傳感器
U10F額定量程：50 kN - 1.25 MN
U10M額定量程：1.25 kN - 2.5 MN
輪輻式力傳感器U10F, U10M采用剪切力測量原理，具有卓越的精度且位移很小，非常適合用于高動態和靜態力測量。
S2M, S9M力傳感器
精度等級：0.02
S2M額定量程：10 N - 1 kN
S9M額定量程：500 N - 50 kN
可測量拉壓雙向力，適合多種靜態和動態測量應用。2 mV/V 高輸出信號確保了傳感器具有優異的信噪比。即使非常小的力（最小額定量程10 N），也可精確測量。
MSC10多分量傳感器
精度等級：0.1
額定量程: 軸向5-200 kN, 扭矩0.05-3.5 kNm
保護等級 ：IP67
可以同步測量沿三個軸或坐標的力 (Fx, Fy, Fz)和扭矩 (Mx, My, Mz)。非常適合用于機械工程、試驗臺和研發。創新性的結構和法蘭，保證了很高的測量精度。
C9C, U9C力傳感器
額定量程：50 N - 50 kN
輸出選項：IO-Link，0-10 V，4-20 mA
結構緊湊，能夠在狹小的空間內可靠地測量拉向和壓向力。固有頻率高，適用于速度極快的測量。與所有基于應變的傳感器一樣，可以精確可靠地測量動、靜態力，并具有長期穩定性。
展開 計算爆炸力學的發展史！
泰勒、卡門、拉赫馬圖林各自獨立創建了
塑性波理論，發展了測定沖擊載荷下材料的力學性能的方法。澤利多維奇和諾伊曼研究了爆
轟波的內部結構，使爆轟理論得到巨大的進展。朗道和斯坦紐科維奇等研究了爆轟產物的狀
態方程，并推進了非定常氣體動力學的發展。科克伍德等建立了水下爆炸波的傳播理論。原
子武器的研制大大促進了凝聚態炸藥爆轟、固體中的激波和高壓狀態方程以及強爆炸理論的
研究。泰勒、諾伊曼和謝多夫各自建立了點源強爆炸的自模擬理論，以麥奎因為代表的美國
科學家對固體材料在高壓下的物理力學性能作了系統的研究。經過這一時期的工作，爆炸力
學作為一門具有自己特點的學科終于形成。戰后，核武器和常規武器的效應及其防護措施的
研究繼續有所發展；在爆破工程中研究出多種新型的控制爆破技術；出現了利用爆炸進行材
料成型、焊接、硬化、合成的爆炸加工技術。同這些新技術發展相適應，爆炸力學也就發展
成為包括有爆轟學、沖擊波理論、應力波理論、材料動力學、空中爆炸和水中爆炸力學、高
速碰撞動力學(包括穿甲力學、終點彈道學)、粒子束高能量密度動力學、爆破工程力學、爆
炸工藝力學、爆炸結構動力學、瞬態力學測量技術等分支學科和研究領域的體系了。
展開 技術研究 | 霍普金森桿在高分子復合材料動態力學性能中的應用
SHPB實驗原理圖
自1949年世以來，SHPB經過幾十年的發展，已經成為動態力學測量的主要設備，它具有結構簡單、操作方便、測量方法精巧、加載波形易控制等優點，其所測量的應變率范圍也是人們所關心的一般工程材料應變率敏感性變化比較劇烈的范圍。但是過去的Hopkinson 技術主要應用在金屬及其合金材料上，這類材料拉壓特性基本對稱而且塑性變形能力較大，而復合材料由于其結構的多變性，其阻抗、延展性等與金屬相差較大，故此裝置仍需要不斷的發展。
動態壓縮試驗
一般認為復合材料是粘彈性材料，為了保證加載時材料內應力均勻性，可以在輸入桿的頭端粘貼銅片作為波形整形器，波形整形器的作用是延長入射波的上升沿，增加試樣有效的加載時間，保證試樣中的軸向應力均勻。一般來說，當試樣兩端面的軸向應力差小于5％時，就可以認為試樣中的軸向應力已達到均勻。
典型的沖擊壓縮應力脈沖信號
動態拉伸試驗
與動態壓縮試驗相比較，動態拉伸試驗比較復雜，需要對壓桿進行改裝。目前主要采用的是反射式SHPB裝置，通過應變片記錄反射波、入射波、透射波，從而得到其應力-應變曲線。
普金森拉桿原理圖
動態剪切試驗
復合材料的動態剪切試驗一般是通過對試樣的合理設計，利用霍普金森桿壓桿實現剪切變形，這種裝置與壓桿裝置相似，通過壓縮間接地實現對復合材料的剪切變形，得到復合材料的剪切應變率、應力-應變關系。
用于動態剪切測試的霍普金森桿
總結
利用霍普金森桿裝置可對各種復合材料的動態壓縮、拉伸、剪切等性能作全面詳細的測試，依據測試結果分析復合材料的應變率行為。
展開 《Nature Commun》：高熵金屬玻璃取得重要進展！
由于各組分的濃度均為等摩爾濃度，由于高構型熵、大晶格畸變、緩慢擴散以及雞尾酒效應的影響，HEAs具有獨特的物理和力學性能。“高熵金屬玻璃”(HEMGs)繼承了MGs和HEAs的獨特性能，具有高熱穩定性、低結晶動力學和優越的磁性，體現了“多而不同”的主題。然而，對HEAs的核心臨界行為，特別是緩慢擴散對HEMGs熱力學和動力學性質的影響尚未進行系統的研究。
在此，研究者利用等效取代元策略設計了La(Ce)基、Pd(Pt)基和Ti(Zr)基MGs和HEMGs作為模型系統，研究了高熵對非晶合金結構和動力學的影響。研究者發現HEMGs呈現出一種抑制的動態玻璃化轉變現象，即中等量熱Tg的HEMGs代表最高的Tα和α-弛豫的活化能。這些從熱和力學測量的解耦的玻璃化轉變，揭示了高構型熵對過冷液體和金屬玻璃的結構和動力學的影響，這與緩慢的擴散和高混合熵降低的動態和空間不均質有關。
圖1 熵、量熱和動力學行為的混合。
圖2 La(Ce)NiAl體系的脆性和粘度行為的研究。
圖3 La(Ce)NiAl體系的原子結構和相應的元素分布。
圖4 La(Ce)NiAl體系的結晶行為。
圖5 La(Ce)NiAl體系的β-弛豫、α-弛豫、玻璃化轉變和結晶的活化能。
圖6 MGs的結構和能源輪廓示意圖。
綜上所述，該研究結果對理解熵效應對金屬玻璃結構和性能的影響，以及設計具有豐富物理和力學性能的新材料具有重要意義。（文：水生）
本文來自微信公眾號“材料科學與工程”。歡迎轉載請聯系，未經許可謝絕轉載至其他網站。
展開 霍普金森壓桿拉桿測試
在璐暢通，有以下產品宣示著公司輝煌的業績：
? 超低溫霍普金森壓桿拉桿，最低溫度達-196℃
? 超高溫霍普金森壓桿拉桿，最高溫度達1000℃
璐暢通公司被譽為當今世界上沖擊力學領域的先驅和誠信、可靠的合作伙伴，是沖擊力學性能領域的先驅者。始終在沖擊力學的精確測量、控制、加載、自動化、應用軟件等領域中保持著領先地位。可以為特殊客戶推出的解決特殊的非標準方案，具體包括：測試材料的各類應變特性，在各類環境及各類不同實驗條件下的沖擊性能。
【11月7-8日 北京】基于斷裂力學與損傷力學的失效仿真分析研修班
四、主講專家
清華大學計算力學專業博士，曾在中國石化石油工程技術研究院、香港城市大學機械工程系從事產品研發工作，涉及石油、航天航空、汽車、海洋等領域關鍵結構的設計、優化、失效斷裂等力學問題，具有豐富的計算仿真經驗與工程問題解決能力。曾獲教育部自然科學一等獎、清華大學優秀博士論文等獎勵。海內外15余年的非線性有限元研發經驗，主要從事材料力學性能測量、計算力學技術支持、工程一體化解決方案設計等領域的業務。
五、時間及地點
報到時間：2019年11月6日；
培訓時間：11月7-8日（共2天）；
培訓地點為北京市（具體地點提前一周發通知）。
報名截止日期為2019年11月6日，以便提前預定賓館和準備培訓資料。
六、證書頒發
凡報名參加培訓經考核合格的學員，均頒發由中國力學學會產學研工作委員會聯合簽發的培訓證書。報到時每人需交一寸免冠彩色照片1張，背面注明姓名（證書用）。
七、培訓費用
1.培訓費：3950元/人，聯盟會員3550元/人；3人以上（含3人）享受團隊價格3700元/人，聯盟會員3330元/人；9月30日（含30日）前轉賬的學員可享受3700元/人，團體3500元/人，聯盟會員3150元/人的優惠。
2.在校學生培訓費：2850元/人，不再享受團隊優惠。在校生是指在校學習的碩士、博士研究生，不含在職學生，報到時出示學生證。
3.以上費用含培訓費、教材費、講義費、場地費、師資費、證書費、培訓期間的午餐費（不含住宿費）；培訓期間住宿統一安排，費用自理。
4.會務服務工作由北京諾維特機械科學技術發展中心組織，并為學員出具正式發票。
展開 
2018年全國固體力學學術會議在哈爾濱成功召開
2018年11月23日至25日，2018年全國固體力學學術會議在哈爾濱召開。本次會議由中國力學學會固體力學專業委員會和國家自然科學基金委數理科學部主辦，黑龍江省人民政府協辦，哈爾濱工業大學、哈爾濱工程大學、中國地震局工程力學研究所、哈爾濱理工大學和特種環境復合材料技術國家級重點實驗室聯合承辦，寧波大學力學與工程科學系、黑龍江省力學學會和黑龍江省復合材料學會為支持單位。全國固體力學學術會議每四年舉辦一屆，本屆會議吸引了來自全國120多所高校2000余名專家學者和研究生代表參會。
杜善義院士、謝禮立院士、方岱寧院士、王鐵軍教授和吳林志教授擔任大會主席。申勝平教授擔任大會秘書長。黑龍江省人民政府孫東生副省長，中國力學學會理事長、中國科學院院士楊衛教授，中國科學院院士、北京理工大學方岱寧教授、中國科學院院士、北京大學魏悅廣教授，中國科學院院士、南京航空航天大學郭萬林教授，中國航天科技集團有限公司科技委常委、中國工程院院士周志成研究員，國家自然科學基金委員會辦公室主任孟慶國研究員、數理科學部常務副主任董國軒研究員等領導及嘉賓出席會議。本次會議的主題是“固本求新，頂天立地”，本次會議設置了34個主要的學術議題，主要包括 復合材料力學、計算固體力學、實驗力學先進測量方法、技術與應用、微納米力學、超材料結構設計理論及方法、軟物質力學、彈性力學與塑性力學、表面、界面與薄膜力學、生物材料力學與仿生力學、結構力學與結構優化、損傷與斷裂力學、柔性結構器件力學、爆炸與沖擊、結構振動、噪聲與控制、多尺度力學與跨尺度關聯、結構健康監測與無損檢測、制造工藝力學、輕質復合材料與結構青年學者論壇、固體力學教學改革與創新、壓電半導體器件與多場耦合力學、極端條件材料力學行為、智能材料多場耦合變形行為、復雜介質及多場耦合波動力學等固體力學議題。
展開 【設計基礎】機械故障原因分析方法
它已成為一般實驗室和野外使用的標準應變測量工具。
（2）電陰應變測量法可測單向應變、平面應變場的靜、動態應變，適用于金屬和非金屬結構。它是一種應用廣泛、使用經驗豐富的成熟方法。
（3）光彈性涂層也用作實驗室的應力測量。對于這種技術，是把一個控制厚度的雙折射涂層用反射涂層粘接劑貼在被測試的部件上，然后通過光彈性分析裝置來測量。這種方法需要特殊的設備，可用單幀彩色底片、彩色底片或彩色電影照相來記錄。
（4）X射線表面殘余應力測量是一種直接的非破壞測量應力的方法，它只適用于晶體材料。應力變化是通過受應力的晶體材料對X射線衍射線的角度變化來確定的。現在已有專門的X射線應力測定儀，可用來無損地測定零部件的表面應力。
六、化學成分分析
化學分析包括常規、局部、表面和微區四種。
由于冶金過程造成化學成分的局部差異，或殘留較高的有害元素，從而造成制造過程的廢品率增高。
氣體分析用來確定氧、氮、氫氣體元素（砷、銻、鉍、鉛、錫）是否超過含量。氣體分析用來確定氧、氮、氫氣體元素在金屬中的含量。氧、氮可以引起應變時效和淬火時效，而焊接、陰極清洗、電鍍、酸洗都能引起氫向金屬內部滲入而引起氫脆。
七、力學性能測試
當知道了施加于故障部件的載荷（無論是通過估算，還是根據設計資料），材料的力學性能都必須重新測量，以便作進一步的強度校核。對零部件的故障分析幾乎都應當測定材料的硬度和力學性能。因為硬度測量簡便易行，對故障原因分析常常是最有用的手段之一。所得數據可用來：
（1）估計熱處理是否滿足要求。
（2）估計金屬材料特別是鋼材的拉伸強度。
（3）檢驗由于過熱、膠碳、滲碳、滲氮和加工硬化等所引起的變化和硬化。
展開 應用三維有限元模型研究頸椎不同工況下的生物力學變化
研究頸椎前屈、后伸、側屈、旋轉等多種工況下,鉤椎關節、小關節應力規律,從應力角度探討鉤椎關節、小關節退變的生物力學機制。方法 測量尸體頸段脊柱各節點三維坐標,利用SU PER SAP軟件建立機內模型,模擬完整的頸段脊柱力學模型。通過測量求得力矩值,直接或根據力矩等價公式間接將肌力值加載于模型體表各點。運用頸椎周圍不同肌肉對頸椎作用力的變化,模擬正常活動范圍內頸椎前屈、后伸、側屈、旋轉等多種工況。分別計算并得出相應載荷下鉤椎關節、小關節應力值。結果 鉤椎關節在各種工況下的受力總體上集中于頸椎中下段。前屈時,由上至下呈現
應用三維有限元模型研究頸椎不同工況下的生物力學變化.pdf
展開 傳感器的基礎知識
QM-N5氣敏元件參數如下：標定氣體（0.1%丁烷氣體，最佳工作條件）中電壓≥2V,響應時間≤10S,恢復時間≤30S,最佳工作條件加熱電壓5V、測量回路電壓10V、負載電阻RL為2K,允許工作條件加熱電壓4.5~5.5V、測量回路電壓5~15V、負載電阻0.5~2.2K.下圖為氣敏元件的簡單測試電路（組成傳感器），電壓表指針變化越大，靈敏度越高；只要加一簡單電路可實現報警。常見的氣敏元件還有MQ-31（專用于檢測CO），QM-J1酒敏元件等。
四、力敏傳感器和力敏元件
力敏傳感器的種類甚多，傳統的測量方法是利用彈性材料的形變和位移來表示。隨著微電子技術的發展，利用半導體材料的壓阻效應（即對其某一方向施加壓力，其電阻率就發生變化）和良好的彈性，已經研制出體積小、重量輕、靈敏度高的力敏傳感器，廣泛用于壓力、加速度等物理力學量的測量。
五、磁敏傳感器和磁敏元件
目前磁敏元件有霍爾器件（基于霍爾效應）、磁阻器件（基于磁阻效應：外加磁場使半導體的電阻隨磁場的增大而增加。）、磁敏二極管和三極管等。以磁敏元件為基礎的磁敏傳感器在一些電、磁學量和力學量的測量中廣泛應用。
在一定意義上傳感器與人的感官有對應的關系，其感知能力已遠超過人的感官。例如利用目標自身紅外輻射進行觀察的紅外成像系統（夜像儀），黑夜中可1000米發現人，2000米發現車輛；熱像儀的核心部件是紅外傳感器。1991年海灣戰爭中，伊拉克的坦克配置的夜視儀探測距離僅800米，還不及美英聯軍的一半，黑暗中被打得慘敗是必然的。目前世界各國都將傳感器技術列為優先發展的高新技術的重點。為了大幅度提供傳感器的性能，將不斷采用新結構、新材料和新工藝，向小型化、集成化和智能的方向發展。
來源：文章來自SolidWorks技巧公眾號，大家一起學習。
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