定子铁心拉杆应变测试分析

在电机制造领域，铁心测试是一项重要的品质保证措施，它可以预估电机的可靠性和后续的运行维护成本。通过定子铁心拉杆应变测试，再现拉杆受力情况，从而评估定子铁心品质及拉杆的安全性，找出生产过程中对拉杆受力的主要影响因素。在此基础上，对定子铁心制造工艺进行优化改进，提高了电机铁心品质，优化了电机制造工艺。

应变测试原理

在制造过程中定子铁心拉杆通过标定紧固力矩的定力矩扳手紧固，拉杆因受力发生轴向长度变化，即具有一定的伸长量。

根据胡克定律知材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比关系。通常对弹性体施加一个外界作用力，弹性体会发生形状的改变，俗称形变。对一根细杆施加一个拉力F，其拉力除以杆的截面积S，即为线应力。杆的伸长量△L除以原长L，即为线应变。

杆系拉力计算公式：

F=σ*A

式中F——拉力【单位：N】

σ——应力【单位：N/mm²】

A——拉杆截面积【单位：mm²】

杆系应力计算公式；

σ=E_b*ε

式中σ——应力【单位：N/mm²】

E_b——弹性模量【单位：Pa】

ε——应变【单位：比值，无量纲】

杆系应变计算公式

ε=△L/L

式中ε——应变【单位：比值，无量纲】

△L——伸长量【单位：mm】

L——有效长度【单位：mm】

拉杆应变测试方案

拉杆应变数据是通过在拉杆本体贴附电阻应变片测试的方式获得。电阻应变片的测试原理是将应变片贴在被测物上，使其随着被测物的应变一起伸缩，金属箔材随应变而伸长或缩短。应变片就是应用这个原理，通过测量电阻的变化而对应变进行测定。一般应变片的敏感栅使用的是铜铬合金，其电阻变化率为常数，与应变成正比关系。

主要研究拉杆所受拉力载荷及应力应变分布状况。已知主应力，考虑拉杆自身特点及加载情况，我们采用半桥接法。一个应变片为主应变测量，另一个为补偿应变片，其敏感栅方向与拉杆轴向垂直。

应变测试方法和仪器

采用应变电测法，在拉杆母体上半桥法连接两个应变片，用聚航科技生产的应变仪采集数据，搭配使用相应软件，实时显示数据，根据应力应变关系计算出应力值。

应变测试步骤

应变片粘贴步骤

贴片位置选择——测试点表面的清洁处理——粘贴应变片——干燥处理——防潮防水密封处理——接线。

标定

定性标定：相同拉杆，安装两组应变片，采用扭矩扳手紧固方式，同时测量两只应变片的曲线。在紧固的过程中，两只应变片的数据变化趋势一致。

定量标定：对测试件施加不同标准拉力值，记录应变片对应变值。根据多次标准拉力-应变值生成模拟曲线作为标定曲线。标准拉力值测试越多，标定曲线越标准。

应变试验数据分析

在预紧力一定的情况下，分别对图纸设计扭矩40±4N.m边界值进行测试。根据不同拉杆扭矩下铁心应变测量数据可知；

1. 在预紧力一定的情况下，随着拉杆扭矩的增大，其应力也随之增大。

2. 被测拉杆为10.9级高强度螺钉，其公称屈服强度1000*0.9=900MPa应力值均小于拉杆公称屈服强度。

3. 数据的离散度与铁心配件质量，测试精度有关，比如冲片冲裁质量导致的冲裁毛刺不均匀等。

结论

本次试验为裸定子铁心拉杆应变测试，通过测试可以验证执行目前的工艺参数不会造成静态下拉杆拉力过大的情况，同时为拉杆扭矩值边界条件验证提供了数据支撑。