营销推广VIP会员大升级，等你来入驻！
智造直播智能制造行业专属直播来啦，点击申请
网络课堂打造智造人自己的网络课堂
智造APP智能制造APP，让生意更容易！于材料力学及结构强度试验工作之中，形变、应变、应力与缺陷四者之间的区别往往被测试人员所混淆。诸多使用者在获取应变采集设备之后，常误判硬件具备直接输出应力数值的能力，甚或寄望借由应变采集卡直接辨识裂纹、孔洞等内部缺陷，终致试验出现偏差，产出诸多无效测试数据。
三个核心概念详解 ▼
=
1. 形变（变形）—— 看得见的“形状改变”
本质：物体几何外形、尺寸发生改变的客观物理现象。
分类：
弹性变形：外力撤去后能恢复原状的变形，如拉伸弹簧后松手回弹。
塑性变形：外力撤去后不能恢复的变形，如铁丝弯折后无法复原。
特点：属于宏观绝对量（单位如 mm），与结构整体尺寸直接相关。
2. 应变 ε —— 可测量的“变形程度”
本质：相对变形量，描述材料局部被拉伸/压缩的剧烈程度。
计算公式：ε = ΔL / L?（长度变化量 ÷ 原始长度），为无量纲量，工程常用微应变（με）作单位。
分类：
正应变（线应变）：描述长度方向伸长或缩短的比例。
剪应变（角应变）：描述内部相互垂直线段夹角的变化（“扭曲”程度）。
特点：属于微观相对量，剔除尺寸影响，是可以直接测量的物理量。
3. 应力 σ —— 算出来的“内部压力”
本质：材料内部单位截面积上承受的内力，反映材料内部“紧张程度”。
计算公式：σ = F / A（作用力 ÷ 截面积），单位为帕斯卡（Pa）或兆帕（MPa）。
分类：
正应力：垂直于截面，使材料拉长或压短。
剪应力：平行于截面，使材料发生错动、剪切。
特点：无法直接测量，必须先测出应变，再通过材料本构关系换算得到。
核心逻辑链：从外力到应力的完整过程 ▼
整个过程遵循清晰的因果链条：
外力加载 → 材料产生形变 → 产生可测量的应变 → 通过换算得到应力
具体推导如下：
外力作用：对构件施加拉力、压力或扭矩。
产生形变：构件几何尺寸发生改变（宏观位移 ΔL）。
测量应变：通过应变片等传感器测得相对变形量 ε。
换算应力：利用胡克定律 σ = E × ε 计算应力（E 为材料弹性模量/杨氏模量）。
关键桥梁——弹性模量 E：表征材料抵抗弹性变形的能力，是材料固有属性，只与化学成分有关，与几何形状无关。
为什么应力应变设备无法直接观测缺陷？ ▼
缺陷（裂纹、孔洞、夹杂）属于材料微观结构，应力→应变采集设备无法直接观测，原因如下：
测量原理局限：电阻应变片等设备基于惠斯通电桥原理，将表面微小机械变形转换为电阻变化，只能获取测点位置的应变数据，无法“透视”材料内部结构。
缺陷的间接影响：缺陷会导致局部应力集中，使该区域应变值异常偏高，但设备只能记录“应变变大”这一结果，无法判断是缺陷、载荷增大还是其他原因导致。
缺陷检测需专用手段：裂纹、孔洞等需借助无损探伤技术（如超声波、X射线、磁粉检测、数字图像相关DIC技术等）才能直接识别。
总结一句话：形变是“看得见的变化”，应变是“测得到的数据”，应力是“算出来的结果”，缺陷是“探伤才能发现的隐患”——四者层层递进，各司其职，不可混淆。
应变（形变）怎么测？接触式电阻应变采集（USB8710）方案
USB8710 是 4 通道 24bit 同步应变 / 桥采集模块，基于惠斯通电桥原理工作。
1、为应变片、桥式传感器提供可编程激励电压，采集微弱的桥路差分信号；
2、硬件数字化放大、滤波，采集原始电桥比率 Vr (V/V)；
3、支持静态慢采集、高速动态采集，可同步记录多测点应变时序数据；
4、兼容电阻应变片，也可直接接入成品全桥式力、压力、扭矩传感器；
5、内置零点、分流、远端补偿等校准机制，消除接线、温漂、引线电阻带来的测试误差。
注：采集卡只输出应变及原始电桥比率，应力需要结合材料参数、载荷数据由用户后期换算。
桥路怎么选?不同测试场景配置 ▼
采集卡使用前关键操作:
1.失调清零:
消除电桥初始不平衡零点，加载前执行清零，消除贴片、接线带来的初始偏移;操作不需要拆除传感器接线。
2.分流校准:
硬件仅支持 1/4 桥、半桥模式，补偿引线电阻带来增益误差;分流校准和填写引线电阻二选一，不可同时启用;全桥硬件不支持分流校准，请用远端感应RS引脚消除引线误差。
USB8710 完整测试流程 ▼
1、根据试样、载荷类型选择桥路，粘贴应变片，匹配桥路电阻(120Ω/350Ω/1kΩ);
2、接线：AI+、AI-差分输入;EX+、EX-激励输出;长导线务必接RS+、RS-远端补偿;1/4桥,无需RS引脚;
3、软件配置：桥路类型、应变片GF系数、泊松比、激励电压、采样速率;设备建议预热15min再开展校准采集;
4、执行失调清零，零点校准;长引线的1/4桥按需开启分流校准;
5、按需选择采集模式:
· 单点采样：适合静态读数;
· 有限点采样：固定时长/固定点数自动停止;
· 连续采样：适合振动、冲击等动态过程;可选择软件触发或者外部数字边沿触发启动采集:
6、硬件输出电桥比率Vr(V/V)，板卡软件内部根据桥路公式计算输出应变;
弹性区间：代入材料弹性模量E，由应变计算应力;
塑性状态：结合万能试验机同步采集的载荷数据，计算工程应力/真实应力。
企业推荐
更多产品推荐
更多企业新闻
更多
智能制造网APP
智能制造网手机站
智能制造网小程序
智能制造网官微
智能制造网服务号
浙公网安备 33010602000006号