کرنش

کرنش

پردیس فناوری کیش-طرح مشاوره متخصص صنعت و مدیریت-گروه مهندسی مکانیک

تعریف کرنش

کرنش واکنشی است از طرف ماده‌ای که به آن تنش (Stress) وارد شده است. وقتی نیرویی بر روی قطعه ای اعمال می‌شود، این نیرو موجب ایجاد تنش و پس از آن باعث ایجاد تغییر شکل (Deform) در ماده می‌شود. در علم مهندسی مقدار تغییر شکل ماده در جهت نیروی اعمال شده، تقسیم بر طول اولیه، مقدار کرنش ماده را نشان می‌دهد. مقدار بدست آمده یک عدد بدون واحد است. هر چند غالبا به صورت ساده نشده از «اینچ در هر اینچ» و «متر در هر متر» استفاده می‌شود.

انواع
  • کرنش کششی (Tensile)

در کشش یا پرس ورق‌های فلزی بدنه اتومبیل کاربرد دارد.

E = L−Lo /  Lo

  • کرنش فشاری (Compressive)

در شکل دهی فلزات در ساخت دیسک توربین‌ها کاربرد دارد.

E = L−Lo /  Lo

  • کرشن برشی (Shear)

واکنش جسم به نیروی تنش برشی اعمال شده‌است و در نتیجه مانند تنش برشی یک تانسوراست و در ایجاد سوراخ با همان پانچ کردن کاربرد دارد.

مقدار آن برابر است با تانژانت زاویه تغییر یافتن حالت جسم در اثر تنش یا مقدار جابجایی سطحی که بر آن تنش برشی اعمال شده تقسیم بر فاصله همان سطح از نقطه‌ای که سطحی که جابجایی آن صفر است.

Γ =A / B

انواع کرنش سنج

انواع کرنش سنج

پردیس فناوری کیش-طرح مشاوره متخصص صنعت و مدیریت-گروه مهندسی مکانیک

سه نوع ترکیب بندی برای کرنش سنج ها میتوان تعریف کرد که عبارتند از :

  • quarter
  • half
  •  full-bridge

این نوع ترکیب بندی ها بر اساس تعداد کرنش سنج های فعال بر روی پل هایف پل وتستون بدست می ایند.  در ادامه سه نوع ترکیب بندی ذکر شده به صورت خلاصه مورد مطالعه قرار خواهد گرفت:

Quarter-Bridge Strain Gage

این نوع ترکیب بندی دارای ویژگی های زیر می باشد:

  •  توانایی اندازه گیری کرنش در جهت های محوری و خمشی
  • نیاز به یک مقاومت با مقاومتی برابر با مقاومت کرنش سنج ( مقاومت دامی نامیده میشود) .
  • نیاز به دومقاومت دیگر به منظور تکمیل پل وتستون.
نوع دوم:

ویژگی های نوع دوم را میتوان به صورت خلاصه شرح داد:

  • تنها قابلیت اندازه گیری کرنش در اثر نیروی خمشی وجود دارد
  • دو مقاومت به منظور تکمیل پل وتستون برای این نوع لازم می باشد.
  • R4  یک کرنش سنج فعال به منظور اندازه گیری کرنش در حالت کششی است
  • R3 یک کرنش سنج فعال به منظور اندازه گیری کرنش در حالت فشاری است.
Full-Bridge Strain Gage

این نوع ترکیب بندی دارای چهار کرنش سنج فعال در هریک از پایه های پل وتستون می باشد و به سه نوع ترکیب بندی در دسترس است.نوع اول و دوم آن قابلیت اندازه گیری کرنش در اثر نیروی خمشی را دارند و این در حالی است که نوع سوم اندازه گیری کرنش را در اثر نیروی محوری انجام میدهد. از طرفی تنها نوع دوم و سوم قابلیت  اندازه گیری کرنش در اثر ضریب پوانسون هستند. اما گفتن این نکته ضروری است که در هر سه نوع، تغییرات دما نمیتواند بر روی نتایج تاثیر بگذارد.

 full-bridge strain gage نوع 1
 full-bridge strain gage نوع 2
full-bridge strain gage نوع 3