[發(fā)明專利]均布載荷下帶硬芯的預(yù)應(yīng)力環(huán)膜最大撓度的確定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610802152.2
• 申請(qǐng)日: 2016-09-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106323735B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何曉婷;楊志欣;練永盛;黎為民;郭瑩;鄭周練;孫俊貽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/00
• 分類號(hào): G01N3/00
• 代理公司: 重慶博凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 黃河

本發(fā)明公開(kāi)了均布載荷下帶硬芯的預(yù)應(yīng)力環(huán)膜最大撓度的確定方法：對(duì)中心區(qū)域帶有硬芯的周邊固定夾緊的預(yù)應(yīng)力環(huán)形薄膜構(gòu)造橫向施加一個(gè)均布載荷q，其中環(huán)形薄膜的厚度為h、楊氏彈性模量為E、泊松比為ν、預(yù)應(yīng)力為σ₀、外半徑為a、內(nèi)半徑為b，環(huán)形薄膜中心區(qū)域所帶硬芯的半徑為b，基于這個(gè)軸對(duì)稱變形問(wèn)題的靜力平衡分析，利用均布載荷q的測(cè)量值，則可確定出該環(huán)形薄膜變形后的最大撓度w_m。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及中心區(qū)域帶有硬芯的周邊固定夾緊的預(yù)應(yīng)力環(huán)形薄膜構(gòu)造在橫向均布載荷作用下的薄膜最大撓度的確定方法。

背景技術(shù)

中心區(qū)域帶有硬芯的周邊固定夾緊的環(huán)形薄膜構(gòu)造在橫向均布載荷作用下的薄膜軸對(duì)稱變形問(wèn)題的解析解，對(duì)傳感器、以及儀器儀表的研制具有重要意義。然而，從文獻(xiàn)查新的結(jié)果看，中心區(qū)域帶有硬芯的周邊固定夾緊的預(yù)應(yīng)力環(huán)形薄膜構(gòu)造在橫向均布載荷作用下的薄膜軸對(duì)稱變形問(wèn)題的解析解還沒(méi)有被給出，目前僅有適用于環(huán)形薄膜中沒(méi)有預(yù)應(yīng)力情形的解析解，例如，申請(qǐng)人之前申報(bào)的發(fā)明專利(“均布載荷下中心帶剛性板的環(huán)形薄膜最大撓度的確定方法”，專利申請(qǐng)?zhí)枺?01610266368.1)中所采用的解析解，就是在假定環(huán)形薄膜中沒(méi)有預(yù)應(yīng)力的條件下獲得的，因而它不適用于薄膜中帶有預(yù)應(yīng)力的情形。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明致力于薄膜問(wèn)題的解析研究，解析求解了中心區(qū)域帶有硬芯的周邊固定夾緊的預(yù)應(yīng)力環(huán)形薄膜構(gòu)造在橫向均布載荷作用下的薄膜軸對(duì)稱變形問(wèn)題，得到了該問(wèn)題的解析解，并在此基礎(chǔ)上，給出了橫向均布載荷下帶有硬芯的周邊固定夾緊的預(yù)應(yīng)力環(huán)形薄膜最大撓度w_m的確定方法。

均布載荷下帶硬芯的預(yù)應(yīng)力環(huán)膜最大撓度的確定方法：對(duì)中心區(qū)域帶有硬芯的周邊固定夾緊的預(yù)應(yīng)力環(huán)形薄膜構(gòu)造橫向施加一個(gè)均布載荷q，其中環(huán)形薄膜的厚度為h、楊氏彈性模量為E、泊松比為ν、預(yù)應(yīng)力為σ₀、外半徑為a、內(nèi)半徑為b，環(huán)形薄膜中心區(qū)域所帶硬芯的半徑也為b，基于這個(gè)軸對(duì)稱變形問(wèn)題的靜力平衡分析，就可以得到該環(huán)形薄膜變形后的最大撓度w_m與所施加的均布載荷q的解析關(guān)系

其中，

β＝(a+b)/2a，

而中間參量c₁和c₂的值由方程

和

確定，中間參量c₀的值由公式

確定。

這樣，只要準(zhǔn)確測(cè)量出所施加的均布載荷q的值，就可以確定出該預(yù)應(yīng)力環(huán)形薄膜變形后的最大撓度w_m。其中，中間參量c₀、c₁、c₂沒(méi)有單位，其它所有參量皆采用國(guó)際單位制。

附圖說(shuō)明

圖1為中心區(qū)域帶有硬芯的周邊固定夾緊的預(yù)應(yīng)力環(huán)形薄膜構(gòu)造及其加載示意圖，其中，1－環(huán)形薄膜，2－硬芯，3－夾緊裝置，而a表示夾緊裝置的內(nèi)半徑和環(huán)形薄膜的外半徑，b表示硬芯的半徑和環(huán)形薄膜的內(nèi)半徑，r表示徑向坐標(biāo)，w(r)表示點(diǎn)r處的橫向坐標(biāo)，q表示橫向均布載荷，w_m表示薄膜的最大撓度。

具體實(shí)施方式