王文瑞等：高温应变栅丝蠕变对应变测量精度影响与补偿 93· 160r 120 80 60 40 20 0 05001000150020002500300035004000 图12高温应变电测系统三维仿真模型网格划分情况 时间min Fig.12 Grid division of the three-dimensional simulation model of 图14不同时间条件下的蠕变情况 the high temperature strain measurement system Fig.14 Creep strain under different time conditions 较高的温度条件往往会使蠕变速度加快，缩短到达破 坏点的时间跨度.砝码质量为30kg,时间为10min,可 800 通过仿真得到373~1073K条件下的蠕变情况，整理 如图13所示. 400 350r 300F 200 250 0 200 50 70 150 载荷kg 100 图15不同载荷条件下的蠕变情况 50 Fig.15 Creep strain under different loading conditions 0上 3004005006007008009001000110012001300 3.5材料对蠕变的影响分析 温度K 除载荷、时间和温度外，栅丝的材料属性也是其蠕 图13不同温度条件下的蠕变情况 变性质的体现因素之一·在773K环境下，砝码质量为 Fig.13 Creep strain at different temperatures 30kg,时间为10min,通过仿真模型可算得不同栅丝弹 图13显示，栅丝的蠕变随温度升高而增加，蠕变 性模量下的蠕变情况.不同的栅丝材料弹性模量下的 速率随温度的升高越来越大 蠕变如图16所示. 3.3时间对蠕变的影响 50m 将温度控制为773K,砝码质量为30kg,在1min 40 到1h内取一系列时间进行蠕变仿真，获得栅丝的蠕 30 变情况，整理如图14所示 图14显示，栅丝的蠕变随时间而增加.但是蠕变 10 速率随时间减小. 0 3.4载荷对蠕变的影响分析 -10 构件所受的应力由施加的载荷决定.因此，载荷 150 160 170 180 190 栅丝弹性模量MPa 大小直接影响蠕变应变.控制试验温度为673K不变， 图16不同栅丝材料条件下的蠕变情况 分别给被测构件加载30、35、40、45、50、60和70kg的 Fig.16 Creep strain under different conditions of grate wire materi- 砝码，蠕变时间控制为10min,所使用简支梁材料为高 als 温合金GH3039,栅丝材料为铁铬铝，得到蠕变应变与 载荷的关系如图15所示. 图16显示，不同的弹性模量条件下栅丝蠕变应变 图15显示，栅丝的蠕变随载荷的增大而增大，蠕 改变得并不明显.栅丝的弹性模量增大能使栅丝蠕变 变速率也随载荷的增大而增大. 稍微增加，所以从应变测量准确度的角度考虑，应选择王文瑞等: 高温应变栅丝蠕变对应变测量精度影响与补偿 图 12 高温应变电测系统三维仿真模型网格划分情况 Fig. 12 Grid division of the three鄄dimensional simulation model of the high temperature strain measurement system 较高的温度条件往往会使蠕变速度加快,缩短到达破 坏点的时间跨度. 砝码质量为 30 kg,时间为 10 min,可 通过仿真得到 373 ~ 1073 K 条件下的蠕变情况,整理 如图 13 所示. 图 13 不同温度条件下的蠕变情况 Fig. 13 Creep strain at different temperatures 图 13 显示,栅丝的蠕变随温度升高而增加,蠕变 速率随温度的升高越来越大. 3郾 3 时间对蠕变的影响 将温度控制为 773 K,砝码质量为 30 kg,在 1 min 到 1 h 内取一系列时间进行蠕变仿真,获得栅丝的蠕 变情况,整理如图 14 所示. 图 14 显示,栅丝的蠕变随时间而增加. 但是蠕变 速率随时间减小. 3郾 4 载荷对蠕变的影响分析 构件所受的应力由施加的载荷决定. 因此,载荷 大小直接影响蠕变应变. 控制试验温度为 673 K 不变, 分别给被测构件加载 30、35、40、45、50、60 和 70 kg 的 砝码,蠕变时间控制为 10 min,所使用简支梁材料为高 温合金 GH3039,栅丝材料为铁铬铝,得到蠕变应变与 载荷的关系如图 15 所示. 图 15 显示,栅丝的蠕变随载荷的增大而增大,蠕 变速率也随载荷的增大而增大. 图 14 不同时间条件下的蠕变情况 Fig. 14 Creep strain under different time conditions 图 15 不同载荷条件下的蠕变情况 Fig. 15 Creep strain under different loading conditions 3郾 5 材料对蠕变的影响分析 除载荷、时间和温度外,栅丝的材料属性也是其蠕 变性质的体现因素之一. 在 773 K 环境下,砝码质量为 30 kg,时间为 10 min,通过仿真模型可算得不同栅丝弹 性模量下的蠕变情况. 不同的栅丝材料弹性模量下的 蠕变如图 16 所示. 图 16 不同栅丝材料条件下的蠕变情况 Fig. 16 Creep strain under different conditions of grate wire materi鄄 als 图 16 显示,不同的弹性模量条件下栅丝蠕变应变 改变得并不明显. 栅丝的弹性模量增大能使栅丝蠕变 稍微增加,所以从应变测量准确度的角度考虑,应选择 ·93·