一種新型鉆壓扭矩隨鉆測量傳感器的特性分析
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用于有限元計算的傳感器尺寸分別為：鉆鋌外徑178 mm、鉆鋌內徑76mm，測量部分孔徑：45mm，測量部分孔深：39mm，蓋板厚度：15 mm，蓋板邊長(cháng)：60 mmx60 mm。由材料力學(xué)知識可知：0°／90°／180°／270°4個(gè)方向的應變片對鉆壓測量敏感、45°／135°／225°／315°4個(gè)方向的應變片對扭矩測量敏感。理論上，將不同孔中對應粘貼角度的應變片串聯(lián)接入測量橋路就可以抵消彎矩作用對鉆壓扭矩測量結果的影響。假如彎矩作用使某一應變片阻值增加，必然使相反方向的應變片阻值減小，從而使串聯(lián)的總電阻保持不變。所以計算過(guò)程中未考慮彎矩的作用。
2．3 有限元計算結果分析
通過(guò)ANSYS建模、加載和計算，分析鉆壓、扭矩單獨作用與聯(lián)合作用時(shí)對傳感器輸出的影響規律、分析鉆鋌內壓對這兩個(gè)測量參數的影響，尋求鉆鋌內壓與環(huán)空壓力影響的修正方法。
計算過(guò)程中用到的鉆壓扭矩參數參見(jiàn)表1，表中打鉤的計算點(diǎn)是以下分析的基礎。圖3、圖4分別表示鉆壓、扭矩單獨作用時(shí)的計算結果，考慮到應變片粘貼的對稱(chēng)性，兩圖只給出了0°／45°／90°／135°4個(gè)方向應變量的輸出結果。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/161982.htm
圖3中45°、135°方向的應變片隨著(zhù)扭矩作用的增加，應變量線(xiàn)性增加，而0°、90°方向的應變片輸出幾乎不變；圖4中0°、90°方向的應變片隨著(zhù)鉆壓作用，應變量線(xiàn)性增加，但是45°、135°的扭矩測量應變片也隨著(zhù)鉆壓作用而線(xiàn)性變化。
由此可見(jiàn)：可以通過(guò)測量不同方向應變片的應變量來(lái)獲得實(shí)際的鉆壓扭矩值。但是不同角度應變片對鉆壓、扭矩的敏感程度不同，扭矩作用只對45°、135°方向的應變片敏感，而4個(gè)方向的應變片都對鉆壓作用敏感。也就是說(shuō)，鉆壓作用對扭矩測量有影響，而扭矩作用對鉆壓測量幾乎沒(méi)有影響，實(shí)際的測量條件下，必須考慮兩個(gè)參數之間的耦合程度與解耦算法。
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