一種確定周邊夾緊的圓薄膜集中力下薄膜應(yīng)力值的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種確定周邊夾緊的圓薄膜集中力下薄膜應(yīng)力值的方法：將半徑為a、厚度為h、楊氏彈性模量為E、泊松比為v的圓薄膜，在其周圈固定夾緊，采用一個帶有無摩擦平底的半徑為b的圓柱體作為加載軸，在圓薄膜的中心處施加一個橫向載荷F，加載時圓柱體與圓薄膜保持在同一軸線上，并記α=b/a，那么基于這個軸對稱圓薄膜問題的靜力平衡分析，利用載荷測量值F，則可以準(zhǔn)確確定出點r處的薄膜應(yīng)力值σr。
【專利說明】一種確定周邊夾緊的圓薄膜集中力下薄膜應(yīng)力值的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及周邊夾緊的圓薄膜在集中力作用下的薄膜應(yīng)力值確定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]薄膜結(jié)構(gòu)在機械、電子、生物工程等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，然而由于薄膜很薄，因而在載荷作用下通常呈現(xiàn)出較大的撓度，即屬于幾何非線性變形問題，這些非線性變形問題的精確解析求解，通常十分困難，多數(shù)情況下僅能給出數(shù)值計算結(jié)果。
[0003]然而，對于許多諸如膜片式儀器儀表等設(shè)計問題，必須基于這些薄膜問題的精確解析解來進行設(shè)計，而數(shù)值計算結(jié)果通常難于滿足這一要求。
[0004]本發(fā)明，針對工程應(yīng)用問題的實際需求，研究圓薄膜結(jié)構(gòu)的精確解析求解問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]周邊夾緊的圓薄膜在集中力作用下的加載構(gòu)造，可以用來研制各種傳感器，并且在薄膜/基層體系的力學(xué)性能測試中也有重要應(yīng)用。本發(fā)明，針對這一圓薄膜結(jié)構(gòu)的加載構(gòu)造，給出了薄膜應(yīng)力值的確定方法，主要
【發(fā)明內(nèi)容】
如下:
[0006]如圖1所示，將半徑為a、厚度為h、楊氏彈性模量為E、泊松比為V的圓薄膜，在其周圈固定夾緊，采用一個帶有無摩擦平底的半徑為b的圓柱體作為加載軸，在圓薄膜的中心處施加一個橫向載荷F，加載時圓柱體與圓薄膜保持在同一軸線上，并記a=b/a，那么基于這個軸對稱圓薄膜問題的靜力平衡分析，容易得到:
[0007]①如果
[0008](1+V) (3-α 2)=4，
[0009]則點r處的薄膜應(yīng)力值為
【權(quán)利要求】
1.一種確定周邊夾緊的圓薄膜集中力下薄膜應(yīng)力值的方法，其特征是:將半徑為a、厚度為h、楊氏彈性模量為E、泊松比為V的圓薄膜，在其周圈固定夾緊，采用一個帶有無摩擦平底的半徑為b的圓柱體作為加載軸，在圓薄膜的中心處施加一個橫向載荷F，加載時圓柱體與圓薄膜保持在同一軸線上，并記a=b/a，那么基于這個軸對稱圓薄膜問題的靜力平衡分析，利用載荷測量值F，點r處的薄膜應(yīng)力值0”可以按照以下三種情形進行計算確定:情形①如果(1+ V) (3- α 2)=4， 則點r處的薄膜應(yīng)力值為
【文檔編號】G01L1/00GK103822736SQ201410111002
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】何曉婷, 孫俊貽, 鄭周練, 蔡珍紅, 練永盛, 曹亮, 錢少華 申請人:重慶大學(xué)
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