全量程扭矩传感器弹性体的线性分析与研究

"本文主要研究了全量程扭矩传感器弹性体的设计与分析，尤其是在0~200 Nm量程内的扭矩数据，通过有限元方法进行了深入研究，以确保弹性体在全量程内的线性响应。" 在扭矩检测领域，全量程扭矩传感器弹性体是确保扭矩检定仪准确性的核心组件。传统的扭矩检定技术受限于单个传感器的线性量程，往往需要多次装夹来完成不同量程的检定，这可能导致测量误差。为了解决这一问题，全量程扭矩检定仪应运而生，它依赖于能够线性覆盖整个扭矩范围的弹性体。 本文首先介绍了扭矩检定仪在煤矿机械等领域的应用背景，指出现有检定技术在面对跨量程扭矩扳手检定时的局限性。全量程扭矩传感器弹性体的研究旨在验证其是否能在整个量程内保持线性关系，以实现一次装夹即可完成的全量程扭矩检定，从而提高检测精度。 文章详细阐述了对全量程扭矩传感器弹性体进行有限元分析的过程。利用有限元方法，研究人员建立了弹性体的三维模型，并对0~200 Nm的扭矩加载情况进行模拟，计算了弹性体表面的最大主应变和最大剪应变。结果显示，弹性体的误差控制在0.3%以内，且加载扭矩与最大主应变之间呈现线性关系。此外，通过实际扭矩加载实验，进一步证实了弹性体的形变与加载扭矩之间的线性关系。 在有限元分析中，文章提及了这种方法的基本计算原理，即通过单元离散和最小势能原理，将复杂的弹性体问题转化为线性方程组的求解，以分析受扭转力影响的弹性体的工作状态。文中配图1形象地展示了弹性体在扭矩作用下的受力情况。 全量程扭矩传感器弹性体的研究不仅涉及理论分析，还包括了实际的实验验证，通过有限元仿真和实验结合的方式，确保了弹性体在全量程扭矩检测中的稳定性和准确性。这一研究成果对于提升扭矩检定仪的性能，尤其是实现跨量程扭矩扳手的一次性检定，具有重要的实践意义。