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弹性元件国内外理论发展概况|亚博登录官方网站

发布时间:2021-05-21    来源:亚博手机APP版15270

【亚博手机APP版】在仪器仪表中,利用材料的弹性构造各种函数的元件称为弹性元件。常用的有:弹簧、平膜片、冲刺膜片、热敏双金属膜片、波纹膜片、波纹管等。弹性元件需要完成测量、转换、隔离、密封、补偿、储能、连接等各种功能。

其质量直接影响仪器仪表的准确性和可靠性。弹性元件结构非常简单,价格低廉。因此,弹性元件广泛应用于仪器仪表中,是仪器仪表的主要基本元件之一。

弹性元件可以转换一些物理量(如压力、流量、温度等)。)不一定能测量成便于测量的长度和角度等参数。

在小变形条件下,各种弹性元件的弹性特性基本符合胡克定律,载荷与偏移量之间存在一定的函数关系。利用这一特性,可以测量力、压力、压差和力矩等参数。同时,弹性元件可以方便地切换许多物理量(如流量、液位、温度、电流、压力等)。

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)转化为力、压力和扭矩来扩大测量。综述了平膜片、短膜片、热双金属短膜片、波纹膜片和波纹管的非线性倾斜、振动和稳定性。

1平隔膜平隔膜是一种柔性圆形薄板或薄膜,可将两种具有平均压力的流体分开。一般来说分为金属和非金属。

它是一种非常简单可靠的压力测量元件。很多情况下,由于膜片变形小,厚圆板小挠度理论就足够了。这个理论的解最早是泊松得到的,详细的答案可以在参考文献2和参考文献3中找到。

厚圆板大挠度理论起源于VonKrmn。在接下来的十年里,人们用各种方法研究厚圆板。亨奇首先研究了承受均匀压力的圆形薄板。

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然后文森特用载荷引力的方法讨论了均布压力作用下圆板的大挠度问题。Timoshenko [2]用变分法,Way用幕帘级数法,Panov用Galerkin法解决了同样的问题。直到钱伟长[9]使用以中心挠度为参数的重力法,才得到最令人失望的答案。

之后钱伟长和叶开[10-16]一起打球,得到了一系列圆板和环形板问题的解决方案。后来,董力和刘人怀研究了厚圆板的非线性振动,而王永良和刘人怀则讨论了弹性力学反对圆板非线性倾斜的问题。2 Sprint膜片2.1 Sprint膜片的性质及其在高弹性无限材料制成的微小倾角薄壁球面穹顶上的应用,在仪器生产中一般称为Sprint膜片。这类零件在一定的力的作用下,特别是沿凸面产生的压力作用下,在一定条件下不断失去稳定性。

当膜壁足够厚,由高弹性的无限大材料制成时,膜达到临界力后仍能保持弹性。类似于这种不造成零件损坏的稳定性丧失,叫做冲刺。

2.2《阐述冲刺横膈膜几何非线性理论的发展》VonKrmn和钱学森(1939)最早认为,单受压扁球壳的屈曲问题是一个非线性问题,本文被认为是20世纪关于板壳非线性力学的开创性论文。然后,钱伟长用能量法处理了一个比较困难的问题,即下部石明德球壳在载荷分布在平面线上时的冲刺问题,得到了与实验相一致的解析公式和半经验公式,这是1956年才发表的。Feodosev [21]用Galerkin方法研究了均布压力作用下扁球壳的屈曲,Simons和Reiss用幕帘级数方法研究了这个问题。

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卡普兰和冯媛甄、克里沃斯希耶和穆什塔用引力方法再次研究了这个问题。然而,上述研究都不能满足工程市场的需求,工程必须通过一个非常简单、精度低的程序来解决。1956年,和叶结合了钱伟长的引力法智慧的优点 将该方法用于求解上下线性载荷和上下边缘力矩作用下的扁球壳非线性稳定问题,得到了更精确的解析解。

同时,刘人怀在世界上首次研究了具有更大可玩性的开口扁球壳的非线性平稳问题。随后,刘人怀系统地解决了覆盖着施明德的球壳的非线性平稳问题。叶和顾又一次精确地解决了均布载荷作用下球壳的非线性静力问题。

3.热敏金属sprint膜片是由双层金属施明德外壳制成的热敏弹性元件,用于自动控制仪表。这种元件的特点是在均匀分布冷却的情况下,由于两层金属的热膨胀系数不同,会发生倾斜,从而再次出现冲刺现象。然后,自动控制仪器作为控制信号应用于这种冲刺现象。

Panov [38]首先用Galerkin方法争论双金属扁球壳的非线性热稳定性,然后Wittrick [39],Grigolyuk,罗祖道又用级数方法争论同一个问题,结果并不令人满意。为此,刘人怀建立了均匀分布温度下双层金属旋转扁球壳非线性热稳定性的一般理论,用于修正中间选择法,不仅解决了前人研究的有帽和无帽双金属扁球壳的热稳定性问题,获得了满意的解析解,而且首次获得了有帽和截头双金属施明德圆锥壳热稳定性问题的解析解。

4波纹膜片波纹膜片属于波纹壳体,由于其灵敏度低、线性好,在传感器中占据最重要的位置。波纹膜片是一种应用广泛的弹性敏感元件,既可用于测量低于大气压的压力表,也可用于测量高于大气压的真空计。4.1波纹膜片的结构波纹膜片表面的世界图案是多种多样的,与一定条件下必须获得的特性形式(力与挠度的关系)有关。

最稀有的波纹膜片分为三种:平面波纹膜片(图1);边缘虚线较大的褶皱薄膜(图2);明亮的波纹膜片(图3)。-亚博手机APP版。

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