如何大限度地提高應變片的疲勞壽命

電阻應變片的疲勞壽命是一個經常被誤解的話題。一些客戶經常會問“應變片的大疲勞壽命是多少？”、”大振幅下，應變片能承受多少次加載周期？“以及材料越來越堅固（復合材料），我們需要耐久性更高的應變片等。

電阻應變片是一種久經驗證的傳感器技術，可用于多種應用測試，如靜載荷、構件和全尺寸疲勞測試等。通過測試來改進材料或設計，提高重量強度比，滿足未來的需求。

在這些試驗中，材料需要作為部件或完整產品在試驗機中進行試驗，或在移動試驗中模擬應力情況，以確保不會發生故障。

耐久性試驗過程中應變片的意外失效會導致大量的額外工作和成本。因此在此類測試中，知道應變片能承受多少次循環加載，以及能達到什么精度是非常重要的。

其中一個制約因素是電阻箔式應變片使用的材料。箔式應變片主要測試部件是金屬柵絲。金屬柵絲在加載過程中會產生變形，并導致電阻產生變化。應變片電阻的變化可通過惠斯通電橋轉換為電壓變化。

常用的電阻應變片測量柵絲是康銅或鉻鎳合金（modco）?？点~和鉻鎳合金與其他鋼鋁等金屬材料有著相似之處，具有彈性和塑性變形區。下圖顯示了鋼在應力和應變下的變形情況。

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如果材料只在線性彈性區受力，則材料的變形是可逆的。對材料施加過屈服限的應力會使材料發生塑性變形。當達到該區域的特定應力值時，在外部載荷后，材料不會恢復到初始狀態——材料發生不可逆變形。這種典型的材料變形狀況同樣也存在于應變片金屬材料上！

不幸的是，屈服點/彈性限不能擴展，這也是電阻應變片疲勞壽命受到限制的原因之一。

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箔式應變片的疲勞壽命取決于其受到的應力。應變片在線性彈性區受力，材料的變形是可逆的，較低的振幅必然會增加疲勞壽命。更高的振幅，過特定的限會導致應變片失效。?

靜載荷試驗（2）中，應變片在單個方向上使用 (拉或壓)，如果過限定值，在塑性變形區其依然會提供了一個的測量值。電阻應變片的大值在PDF參數表中被規定為應變。拉向和壓向值分別規定。對于這些試驗，HBM的箔式應變片可測量1%到10%的高應變。?

大允許值也在應變片參數表中為疲勞壽命。疲勞壽命意味著大允許振幅取決于負載循環和信號零點漂移公差。

一個加載循環對應規定振幅下的1x拉伸和1x壓縮。

應變

靜應變是指應變片在使用壽命內只能在單個方向進行一次加載規定的應變。當過規定限值時，應變片可能產生損壞。

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在較高振幅（>4000μm/m）下使用電阻應變片進行的測量顯示，在信號出現明顯的零點漂移之前，負載循環周期會出現大幅下降。例如，使用M系列應變片進行+5200μm/m膨脹負荷試驗，循環加載周期將減少到1000次。在+7000μm/m下加載周期將縮短至100。

對于測試要求較高的負載振幅，我們建議使用光纖應變片。

如何大化應變片的疲勞壽命?

1. 減少焊錫點面積和焊料使用量

當向材料施加靜載荷或動載荷時，材料的剛性區域是破壞的關鍵點。專業焊接，盡可能減少焊接點上的焊料，降低剛度，增加疲勞壽命。

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2. 與應變方向成90°角焊接電纜

將焊點的接觸面減至小，可提高其疲勞壽命。

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3. 使用柔軟的導線材料/導線。

 連接電纜是機械系統的一部分。使用大直徑的剛性電纜會增加局部剛度。使用細直徑的柔軟電纜可以降低剛度。

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?4. 使用帶外部焊接端的應變計

帶引線的應變片具有高的靈活性。

5. 避免使用保護層

如果要達到大疲勞壽命，也應避免使用保護層。由于它們與應變片相互作用，在特定點增加應力。

6. 使用較大的測量柵絲 

較大的測量柵絲可提高疲勞壽命（例如，使用6毫米柵絲而不是3毫米柵絲）。

7. 確保高質量的粘合

使用薄粘合劑

???8. 使用封裝應變片?

?9. 疲勞壽命應變片?