摘要：高温应变计是航空发动机重要的研保条件,为满足其更高的使用要求,对高温应变计敏感栅结构参数进行了优化。首先,采用有限元计算方法分析了考虑温度误差后敏感栅栅丝长度、栅丝间距和栅丝弯数对测量误差和疲劳寿命的影响;然后,基于响应面法建立了测量误差和疲劳寿命响应面模型,利用多目标灰狼算法进行了结构参数优化设计,得到了Pareto最优解集;最后,根据优化结果制备高温应变计进行了高温振动疲劳试验。研究结果表明,不同参数组合的敏感栅结构对高温应变计的性能影响不同。结合高温应变计制备需求与性能对比来评估得到的Pareto最优解集,得到了一个最优敏感栅结构。高温下优化后的应变计疲劳寿命较优化前相比提升了30.4%,优化效果显著。

摘要：为了提高电阻应变计测量精度,建立了“简支梁-过渡层-基底-栅丝”结构的3维有限元模型,利用数值模拟方法研究了敏感栅结构参数对测量精度的影响;提出横向效应长度比参数,统一了栅丝长度、间距、弯数3种结构参数,建立了测量误差与横向效应长度比的函数关系,基于此函数关系推导出结构参数优化公式,并利用优化公式完成了敏感栅结构参数组合设计。结果表明:栅丝直径越小,测量误差越小;栅丝长度、间距、弯数、长宽比存在最优值;测量误差与横向效应长度比成分段线性函数关系,且当横向效应长度比为6.15%时测量误差最小;利用函数关系式可以快速估算出给定敏感栅结构参数的应变计测量误差,估算结果与有限元计算结果的相对误差不超过4%;利用优化公式设计出的参数组合的测量误差不超过0.06%,且较单独优化的最优值参数组合的减小0.1%左右。

摘要：电阻应变片作为电阻应变式传感器的重要组成部分,其结构参数对传感器的测量精度影响较大。基于正交试验法设计试验方案,建立等强度梁、基底、敏感栅的三维模型,采用ANSYS有限元软件进行模拟分析,研究电阻应变片敏感栅结构参数对传感器应变传递误差的影响。结果表明:应变片敏感栅的弹性模量和栅丝厚度越小,栅丝长度越长,误差越小,栅丝间距存在最优值;栅丝长度对应变传递误差的影响最大,栅丝间距最小;当敏感栅材料为康铜,栅丝厚度0.003 mm,栅丝长度4 mm,栅丝间距0.28 mm,应变传递误差达到最小为0.19%,研究结果对传感器和电阻应变片的设计具有理论指导意义。

摘要：针对电阻应变片引起的电阻应变式传感器应变传递误差问题,对不同的电阻应变片敏感栅结构参数进行了研究。建立了传感器弹性体(等强度梁)、基底、敏感栅和覆盖层的三维模型,利用ANSYS有限元软件,采用设置接触的方式将传感器弹性体与应变片粘贴在一起,分析对比了不同敏感栅材料、厚度、栅丝长宽比和栅丝间距时应变片应变分布情况,确定了传感器应变传递误差的影响因素。研究结果表明:敏感栅材料弹性模量越小、厚度越薄和栅丝长宽比越大,应变过渡区和应变传递误差越小,越有利于应变传递,越能准确反映弹性体变形;敏感栅栅丝间距存在最优值。研究结果给出了各结构参数下的相对误差,为传感器电阻应变片的结构设计和应变片的选择提供了依据。

摘要：高温结构热强度、热疲劳等问题的研究需要高温应变的精准测量。利用自主研制的自由框架丝栅式高温应变片开展结构高温应变测量精度影响因素研究,结合应变片结构与测量原理,建立高温应变片应变信息传递以及分布有限元模型,分析对比被测构件与敏感栅丝表面应变场的分布情况,确定高温应变片尺寸参数与使用参数对应变测量精度的影响因素,为应变片的设计与使用提供依据。提出了合适的丝栅式应变片结构参数,并利用高温应变片实验进行验证,确定了高温接触式应变测量精度影响因素,降低环节敏感性,提高高温应变测量精度,并可为其他形式的应变片的测量精度研究提供依据。

摘要：为测量弹药爆炸及武器侵彻等强冲击荷载下岩体及混凝土结构中应力,研制了箔式镱应力传感器。对传感器工作原理进行了分析,研究出了镱敏感元件的加工工艺,合理设计了传感器结构。对传感器进行了试验研究,试验表明传感器具有横向效应小、量程范围宽、过载能力强、频响高、结构简单、使用方便等优点,可广泛应用于强冲击荷载下混凝土或岩石等介质中的应力测试。

摘要：目前压阻式压力传感器灵敏度优化计算仅基于压阻条整体性几何分布,在相关参数的优化上存在局限性,且在模型及计算等方面有一定误差。本文提出一种专门用于SOI压力传感器,通过精确分析敏感栅的栅数、栅长以及其坐标分布的最佳组合参数,结合不同量程芯体膜厚的计算,达到传感器灵敏度优化的方法。基于Microsoft Visual C++平台以及有限元、数值分析等接口技术,采用参数化建模,有限元分析仿真,数值后处理,编制循环分析算法,设计SOI压力传感器灵敏度优化程序。通过实验数据验证优化设计与实际吻合较好。