卓航精密偶然發(fā)現(xiàn)一張某環(huán)式拉壓力傳感器原理圖。這顯然是一種基于應(yīng)變片的力傳感器，由圖可見彈性體產(chǎn)生變形，并在其表面產(chǎn)生應(yīng)變。但一時卻不知道這種結(jié)構(gòu)的測量原理，于是就建立了一個簡單模型來進行分析。橋路會采用4個應(yīng)變片，兩個被拉伸，另外兩個被壓縮。四個應(yīng)變片被組成一個惠斯通電橋,通過一個激勵電壓來進行測量。當四個電阻不同時，也就是當應(yīng)變片的由應(yīng)變產(chǎn)生的電阻變化時，將產(chǎn)生一個輸出電壓。所以，從電橋原理上與應(yīng)變天平?jīng)]有太大區(qū)別，問題是這應(yīng)該如何布置應(yīng)變計?

　　按照圖示，建立了 3D實體模型。建模過程非常簡單，通過草圖N個圓，然后拉伸再進行布爾加/減運算，2分鐘模型就建立好了。

　　將模型導(dǎo)入ANSYS WB，設(shè)置材料，劃分網(wǎng)格。

　　固定外框，并在內(nèi)框施加5000N載荷，求解。

　　結(jié)構(gòu)受壓力變形后與原理圖所示一致。如果通過彎曲測量，那么這樣的位置可能并不適于粘貼應(yīng)變計，因為這個空間并不容易打磨，除非擴大空間。原理圖上應(yīng)該進行了大量簡化，因為這種結(jié)構(gòu)的粘貼操作是很難實現(xiàn)的，即使去掉中間的豎直圓桶也很難操作。因此可能是基于另一種測量方式。

　　最可能是通過最大主應(yīng)力與最小主應(yīng)力測量。這樣，貼片表面可能與軸線平行，操作起來就會容易得多。

　　于是卓航精密稍微改造了一下：把中部的圓柱去掉，然后挖幾個圓洞用于粘貼應(yīng)變計。

　　得到了下面的結(jié)構(gòu)與結(jié)果，看起來不錯，第一主應(yīng)變和第三主應(yīng)變達到近300微應(yīng)變。采用兩片半橋片(通常用于測量Mx的那種)就可以組成全橋了。但這只是原理罷了，在這種曲面上貼片也許對于貼片人員來說是一種挑戰(zhàn)!

　　http://renfengfc.cn