1. 研究目的与意义（文献综述）

材料在制备和加工过程中都会产生力。力的存在降低了工件的强度，使工件在制备和应用过程中产生变形和开裂等工艺缺陷。构件断裂、疲劳破坏、应力腐蚀等原因导致材料力学性能下降。因此，力的测量及分析对控制工件的质量具有重要意义。力检测包含对工件表层应力检测，一定深度的力检测，对力进行定性定量的分析。常常用在产品生产过程中质量检测，还有根据应力分布的情况进行工艺的改进，涉及的应力有机械加工应力、铸造应力、焊接应力、3d打印应力、冷加工应力等。往往机械加工、焊接、铸造等工艺会产生残余拉应力，导致工件后期的变形翘曲，甚至焊接开裂，对力的控制就显的很重要，时刻注意应力的监控有利于及时改变工艺路线，生产优质产品。

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。力的测量就可以通过电阻应变式传感器来进行测量。电阻应变式传感器是电阻应变片为传感元件的传感器，由弹性敏感元件和电阻应变片组成。我的设计思路就是根据电阻应变式传感器得到的。我将电阻应变片粘贴在弹性敏感元件上，当弹性敏感元件在被测量作用时其表面会出现变形，致使其表面所附的电阻应变片的电阻值随之产生应变，与之相应的测量电路可组成测量位移，拉力，压力，加速度，扭矩，温度等多种测试系统。目前已广泛应用于冶金，电力，交通，外贸，国防等部门，它之所以成为如此受宠主要有以下优点：

（1）精度高，测量范围广，适合静态和动态测量；

2. 研究的基本内容与方案

力的测量可以通过电阻应变式传感器来进行测量。电阻应变式传感器是电阻应变片为传感元件的传感器，由弹性敏感元件和电阻应变片组成。我的设计思路也由此而来。我们可以将电阻应变片粘贴在弹性敏感元件上，由于当弹性敏感元件在被测量作用时其表面会出现变形，致使其表面所附的电阻应变片的电阻值随之产生应变，与之相应的测量电路可组成测量位移，拉力，压力，加速度，扭矩，温度等多种测试系统。

在硬件方面，当加载力时，应变片产生形变，然后应变片把应变转换为电阻的变化，为显示或记录应变的大小，还要把电阻的变化转变为电压或电流的变化，通常使用电桥电路实现微小阻值变化的转换。我采用四臂差动电桥进行转换，可以减少非线性误差消除温漂和零漂，提高灵敏度，减小非线性误差。然后利用ni-9237数据采集卡对信号进行调理和收集数据。其各通道内置全桥、半桥电阻，并可以通过外接电阻搭建电桥。ni9237同步电桥模块可以与compactdaq、compactrio配合使用，包含同时驱动并测量4个基于电桥的传感器所需的全部信号调理同时可执行偏移/调零以及分流校准与遥感，使模块成为应变和电桥测量中的最佳选择。再将数据采集卡连接上nicompactdaq机箱。它是一个坚固耐用的便携式数据采集平台，它将连接和信号调理功能与模块化i/o相集成，可直接连接任何传感器或信号。最后利用ni9949适配器实现电桥和机箱的连接，以此实现硬件电路的搭建。

软件方面，本设计选用的开发平台为美国国家仪器（ni）公司的虚拟仪器开发平台labview，使用图形化的编程g语言编程，界面友好，简单易学，提供了大量的编程函数，可以直接调用，labview是基于模块化的编程，它提供了节点对底层协议的高度封装，使用者不需要记忆和书写大量的函数，函数用图标与名称的方法显示在函数面板上，编程时只需把所需相应函数从函数面板上移动到程序框图即可直接进行调用，大幅度提高了开发速度及效率。利用labview编程可以直接控制硬件系统，无兼容性的问题。

3. 研究计划与安排

第1-4周：查阅相关文献资料，明确研究内容，初步确定技术方案，并完成外文翻译和开题报告。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]. z.b. liu,y.l. li, p.a. meehan, experimental investigation of mechanical properties,formability and force measurement for aa7075-o aluminium alloy sheets formed byincremental forming, int. j. precis. eng. manuf. 14(11) (2013) 1891-1899.

[2]. li, y.l., chen,x.x., liu, z.b., et al., “a review on the recent development of incrementalsheet-forming process” int j adv manuf technol (2017) 92:2439–2462.

[3]. liu, z.b., “frictionstir incremental forming of aa7075-o sheets: investigation on processfeasibility”.procedia engineering 207 (2017) 783–788.