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近幾年，應變電測法在內燃機和汽車零部件結構強度的研究中得到了廣泛應用，例如，可以實測內燃機連桿、曲軸、機體等零部件的靜態(tài)應力及動態(tài)應力；測量汽車各零部件的靜應力或隨車實測各種零部件的動態(tài)應力，分析其結構強度。但是，該方法貼片工藝要求較高；在強磁場或強電場干擾的環(huán)境中使用時，必須采用較好的屏蔽措施。

本文采用應變電測法對試航中的低速大型船用柴油機中間軸進行應力應變測試，計算出柴油機的輸出功率。

船用發(fā)動機軸功率的測試方法

大型船用發(fā)動機的軸功率通常是在船舶建造完畢以后，在下水試航中測量的，本文采用了應變電測技術對某29000t散裝貨輪和14000t散裝貨輪船用柴油機的軸功率進行了測量。并按試航大綱的要求，在各個工況下利用極小的電阻應變片作為傳感器，應用旋轉圓軸測扭矩的原理測出了大型船用發(fā)動機的輸出功率。即測量連接發(fā)動機與螺旋槳之間中間軸的扭轉應變，再計算扭矩，最后計算出柴油機輸出功率。

當船舶在海上航行時，傳遞扭矩的中間軸處于不斷地旋轉運動之中，而測試儀器則是靜止不動的，因此必須采用一種特殊的裝置-集流環(huán)，將應變片的引線連接到應變儀上，從而實現用電子儀器測量不斷旋轉圓軸的扭轉應變量。鑒于大型船用發(fā)動機的轉速低，本文采用拉線式集流環(huán)來傳送船舶發(fā)動機在不同工況下中間軸的扭轉應變量。

船用發(fā)動機應力應變測試過程

在貼片前，首先將傳遞扭矩的中間軸表面的銹皮和油漆等全部清除干凈，再用油脂棉蘸丙酮擦去軸貼片處的表面油污，然后用紗布將貼片的位置打平磨光，露出光澤的金屬表面。并擦凈。最后用劃針在軸的同一截面上相距180°的兩側劃出成垂直的兩十字線，將兩組電阻應變片用502膠分別貼于垂直的十字線處。一般常溫下，使用502膠干固需24h，等應變片干固以后，在其表面上應再貼一層塑料膠紙，以防水浸和油污。然后把兩組應變片的8根引線接上高強度漆包線，連接平衡電橋。應注意貼片時，應變片的兩引線下面貼一層絕緣紙，以防止被測軸與應變片形成導體。再將平衡橋路的4個結點A 、B 、C、D的引線分別焊接在拉線式集流環(huán)的4個銅環(huán)上。在布置4個銅質滑環(huán)時，同樣應在傳動軸上先貼一層絕緣膠布，目的是使得銅環(huán)與傳動軸之間相互絕緣。

測量時將4根由多股銀線編制而成的拉線搭接在4個銅環(huán)上，拉線與銅質集流環(huán)之間的接觸部分包角一般應為30°-60°之間，包角不宜太小，太小了接觸不良，過大又磨損太快，應適當。將4根拉線一端固定，另一端的4個結點連接到一塊絕緣板上，再用導線接至應變儀上。這樣，便把貼于傳動軸上的兩組應變片組成的惠斯頓電橋接入了應變儀。當傳動軸受到扭轉變形后，應變片的阻值變化傳遞到應變儀上即可直接讀出扭轉應變量。

總結

實踐證明，應用應變電測技術可測出旋轉圓軸的扭矩及動態(tài)應力與應變，可測得萬噸輪在海上航行中各工況下中間軸的應變量，進而計算出航行中船舶的軸功率。