在電機(jī)制造領(lǐng)域，鐵心測試是一項(xiàng)重要的*措施，它可以預(yù)估電機(jī)的可靠性和后續(xù)的運(yùn)行維護(hù)成本。通過定子鐵心拉桿應(yīng)變測試，再現(xiàn)拉桿受力情況，從而評(píng)估定子鐵心品質(zhì)及拉桿的安全性，找出生產(chǎn)過程中對(duì)拉桿受力的主要影響因素。在此基礎(chǔ)上，對(duì)定子鐵心制造工藝進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，提高了電機(jī)鐵心品質(zhì)，優(yōu)化了電機(jī)制造工藝。

應(yīng)變測試原理

在制造過程中定子鐵心拉桿通過標(biāo)定緊固力矩的定力矩扳手緊固，拉桿因受力發(fā)生軸向長度變化，即具有一定的伸長量。

根據(jù)胡克定律知材料在彈性變形階段，其應(yīng)力和應(yīng)變成正比關(guān)系。通常對(duì)彈性體施加一個(gè)外界作用力，彈性體會(huì)發(fā)生形狀的改變，俗稱形變。對(duì)一根細(xì)桿施加一個(gè)拉力F，其拉力除以桿的截面積S，即為線應(yīng)力。桿的伸長量△L除以原長L，即為線應(yīng)變。

桿系拉力計(jì)算公式：

F=σ*A

式中F——拉力【單位：N】

σ——應(yīng)力【單位：N/mm²】

A——拉桿截面積【單位：mm²】

桿系應(yīng)力計(jì)算公式；

σ=E_b*ε

式中σ——應(yīng)力【單位：N/mm²】

E_b——彈性模量【單位：Pa】

ε——應(yīng)變【單位：比值，無量綱】

桿系應(yīng)變計(jì)算公式

ε=△L/L

式中ε——應(yīng)變【單位：比值，無量綱】

△L——伸長量【單位：mm】

L——有效長度【單位：mm】

拉桿應(yīng)變測試方案

拉桿應(yīng)變數(shù)據(jù)是通過在拉桿本體貼附電阻應(yīng)變片測試的方式獲得。電阻應(yīng)變片的測試原理是將應(yīng)變片貼在被測物上，使其隨著被測物的應(yīng)變一起伸縮，金屬箔材隨應(yīng)變而伸長或縮短。應(yīng)變片就是應(yīng)用這個(gè)原理，通過測量電阻的變化而對(duì)應(yīng)變進(jìn)行測定。一般應(yīng)變片的敏感柵使用的是銅鉻合金，其電阻變化率為常數(shù)，與應(yīng)變成正比關(guān)系。

主要研究拉桿所受拉力載荷及應(yīng)力應(yīng)變分布狀況。已知主應(yīng)力，考慮拉桿自身特點(diǎn)及加載情況，我們采用半橋接法。一個(gè)應(yīng)變片為主應(yīng)變測量，另一個(gè)為補(bǔ)償應(yīng)變片，其敏感柵方向與拉桿軸向垂直。

應(yīng)變測試方法和儀器

采用應(yīng)變電測法，在拉桿母體上半橋法連接兩個(gè)應(yīng)變片，用聚航科技生產(chǎn)的應(yīng)變儀采集數(shù)據(jù)，搭配使用相應(yīng)軟件，實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)，根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系計(jì)算出應(yīng)力值。

應(yīng)變測試步驟

貼片；將測試鐵心8根拉桿分別貼片。

標(biāo)定

定性標(biāo)定：相同拉桿，安裝兩組應(yīng)變片，采用扭矩扳手緊固方式，同時(shí)測量兩只應(yīng)變片的曲線。在緊固的過程中，兩只應(yīng)變片的數(shù)據(jù)變化趨勢一致。

定量標(biāo)定：對(duì)測試件施加不同標(biāo)準(zhǔn)拉力值，記錄應(yīng)變片對(duì)應(yīng)變值。根據(jù)多次標(biāo)準(zhǔn)拉力-應(yīng)變值生成模擬曲線作為標(biāo)定曲線。標(biāo)準(zhǔn)拉力值測試越多，標(biāo)定曲線越標(biāo)準(zhǔn)。

應(yīng)變?cè)囼?yàn)數(shù)據(jù)分析

在預(yù)緊力一定的情況下，分別對(duì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)扭矩40±4N.m邊界值進(jìn)行測試。根據(jù)不同拉桿扭矩下鐵心應(yīng)變測量數(shù)據(jù)可知；

1. 在預(yù)緊力一定的情況下，隨著拉桿扭矩的增大，其應(yīng)力也隨之增大。

2. 被測拉桿為10.9級(jí)高強(qiáng)度螺釘，其公稱屈服強(qiáng)度1000*0.9=900MPa應(yīng)力值均小于拉桿公稱屈服強(qiáng)度。

3. 數(shù)據(jù)的離散度與鐵心配件質(zhì)量，測試精度有關(guān)，比如沖片沖裁質(zhì)量導(dǎo)致的沖裁毛刺不均勻等。

結(jié)論

本次試驗(yàn)為裸定子鐵心拉桿應(yīng)變測試，通過測試可以驗(yàn)證執(zhí)行目前的工藝參數(shù)不會(huì)造成靜態(tài)下拉桿拉力過大的情況，同時(shí)為拉桿扭矩值邊界條件驗(yàn)證提供了數(shù)據(jù)支撐。