钢筋应力计工艺说明模板.doc
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1、钢筋应力计工艺说明 一、说明 在建筑工程强震观察及建筑结构试验长久测量中,钢筋应力、应变是了解力学性能关键参量。强震观察及长久测量着眼点是数据长久稳定和可靠性,并能真实反应物理及力学状态改变。在钢筋应力应变长久测量中能够采取方法和器材虽多,但现在适于房屋建筑结构并不多,除振弦式钢筋应力计外,中国尚无比较可靠方法。自接收强震观察及结构试验中钢筋应力、应变测量问题任务以来,努力争取以应变片技术去处理这一问题。原因是,伴随中国应变片电测技术应用水平和仪器生产技术日益提升和普及,为钢筋应力长久测量发明了良好条件,多年来我们积累了部分应变式传感器加工制造、工艺处理和使用经验,有一定技术基础。在国外(如美
2、国和日本),因为应变式传感器技术过关,多种力学参量全部有对应传感器产品可供工程测量及试验选择,如日本“共和电业”(株)就有BF-A型钢筋应力传感器系列产品,其规格和技术性能以下型 号BF-10ABF-13ABF-16ABF-19ABF-22A量 程(千克/厘米 )24002400240024002400分辨率(千克/厘米 )0808080808灵敏度(千克/伏特 )1515151515非 线 性(%满量程)22222供 桥 电 压(伏特)210210210210210输入/输出阻抗()350350350350350工作温度范围 ()-10+60-10+60-10+60-10+60-10+60钢
3、 筋 直 径(毫米)127159191222254长 度(毫米)700700700700700从产品广告说明和外观照片来看,BF-A型钢筋应力传感器就是用相当于中国二级钢筋经过应变片工艺 处理应力型传感器。因为制成了传感器,力学性能基础满足长观察通常要求。我们研制生产应变式钢筋计规格和技术指标是:型 号:GYJ-16-35型规 格1635毫米应 力28003000千克/厘米分 辨 力0812千克/厘米非 线 性 2满量程温度对电桥零点影响01满量程/供桥电压25伏特输入输出阻抗120欧姆工作温度范围-5+50传感器长度0507米 二、钢筋应力计结构对钢筋应力计结构,从工程实用性来看,努力争取结
4、构简单、可靠、成本低、使用方便。从应力计结构设计要求:使传感体形状简单、易加工,应变片工艺处理简单,长久电气力学性能稳定。为此选择国产级或级钢筋,稍事加工处理即可。传感体采取圆柱形结构,表面经车加工,外用铝或钢保护罩,全传感器只有三种四个机械零件,图1所表示。传感体直径设计,按最少影响钢筋应力角度出发选择:d=kdD k加工系数080095 D传感体公称直径通常来说对于小于15钢筋,取k=080,1525,取k=085090,2535,取k=090095加工长度L=45D传感器长度L选择值为0507米长,细直径短些,粗直径长些。在这么长度下,工程实际利用时,即使用焊接(接触焊、电弧焊)方法和实
5、测钢筋连接,也不会因热传导温升,影响传感器电气性能。保护罩作用是为灌注环养树脂及保护应变片和引出线不受机机械损伤之用。研制时用硬鋁材料,成本高些,大量生产时可用薄壁铁管制成,经防腐处理即可。传感体应力按22002400千克/厘米2设计,弹性模量取E=20x106千克/厘米2。钢筋应变为因为应变电桥采取全桥,贴片方法用二片纵向应变片(工作片),二片横向片(赔偿片)。传感器在仪器上读出应变e读为 e读=2(1+)e =泊桑比 取值025 =2(1+025) 1200 =2700e 三、工艺处理1) 传感体时效处理为消除钢材轧制、机械加工引发内应力和提升弹性体力学性能,将加工好传感体放入烘箱内,在案
6、180200下时效处理68小时。时效处理后,用200300号金相砂纸按45O方向交叉打磨,经清洗洁净后保留,以备粘贴应变片之用。2) 应变片处理和选择应变片采取材35毫米规格箔式应变片,基底是聚乙烯醇缩甲乙醛。购入应变片按电阻值分选后放入烘箱在165175固化处理46小时。这是因为,购入应变计通常基底固化不充足、阻值不稳。经予固化处理后胶膜和阻值全部稳定下来了。用1040倍放大镜或显微镜选择应变片,去除栅丝不匀,焊点不良,外观不佳应变片。用精度1/1000电桥或数字欧姆表,选择应变片阻值,使每四片为一组应变片阻值,最大差值不超出005欧姆。选出应变片按阻值编号,分组包装保留,以备贴片。3) 贴
7、片及工艺处理塗底胶,传感体经加温4050后,快速用毛刷淋掛方法塗12层聚乙烯醇缩甲乙醛底胶,在2025室温下干燥半小时,确定胶膜均匀无气泡后,送入烘箱按以下工艺固化处理: 805 保温1小时 1205 保温2小时 1702 保温23小时烘箱内断电自然冷却到60以下即可取出。贴片:在传感体中部贴片,四片应变片相对位置可用涤纶胶带法固定之,图2所表示。先在白纸上画好应变片粘贴位置展开图,上面罩以一条涤纶胶带,胶膜朝上。用比栅丝面积略大聚四氟乙烯薄膜贴在胶带对应粘贴位置上。将应变片反贴(栅丝面朝下),在对应位置上使应变片基底一部份(边缘)和涤沦胶膜相粘贴,这么应变片相对位置不变。在应变片基底面上均匀
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