本文用有限元方法通過對68t軸對稱扭環式稱重傳感器的扭環截面中采用不 同尺寸的內外倒角時的力學特性進行理論分析，獲得了一組有參考價值的有限元分析結果的 數據，供有關這類傳感器設計人員參考。

1.引言

《衡器》 2017年第7期介紹了對常用的68t 軸對稱扭環式稱重傳感器（以下簡稱“扭環傳感 器”）的有限元分析結果，顯示在距中心軸等距離 的扭環上下平面的圓環上的周向正應力的絕對值 并未相等，本文試圖通過改變扭環截面中的內側 倒角和外側倒角進行修正。

下面以常用的68t扭環傳感器作為基本模塊， 施加680kN的負荷，如圖1所示。

2.內側倒角變化的影響（外側倒角6x45° 不變）

對圖1內側倒角16x45°的傳感器作為模塊 M0,把內側倒角變成12x45°作為模塊Ml,把 內側倒角變成20x45°作為模塊M2，分別在扭環 下平面上從點（34，20)到點（65,20)作路徑L1 得到加載后的路徑——應力曲線如圖2、圖3、圖 4所示。在扭環上平面上從點（49,71)到點 (79,71)作路徑L2得到加載后的路徑——應力曲 線如圖5、圖6、圖7所示。路徑示意圖見《衡器》

各曲線圖的縱坐標單位均為N/mm2，橫坐標 單位均為mm,圖中有斜度的單獨曲線為本文研 究的周向應力（下同）。分別在路徑L1和L2中 取相當于圓環直徑】00、1】0、120、130處四個周 向節點應力有限元運算結果的理論值匯總如表1、 表2所示。

由表中數據可以看到，隨著內側倒角的增大， 圓環上下平面內相同圓周節點上的壓縮和拉伸應 力的絕對值均會增加，且倒角變動側的下平面上 的應力的增加值大約為上平面的兩倍。

3.外側倒角變化的影響（內側倒角16x 45°不變）

把外側倒角變成3x45°作為模塊M3,把外 側倒角變成9x45°作為模塊M4，分別在扭環下 平面上從點(34，20)到點(65,20)作路徑L1，得到加 載后的路徑——應力曲線如圖8、圖9所示。在扭環 上平面上從點(49，71)到點(79，71)作路徑L2得到 加載后的路徑——應力曲線如圖10、圖11所示。

分別在路徑L1和L2中取相當于圓環直徑 100、110、120、130處四個周向節點應力的有限 元運算結果的理論值匯總如表3、表4所示。

由表中數據可以看到，隨著外側倒角的增大， 圓環上下平面內相同圓周節點上的壓縮和拉伸應 力的絕對值均會增加，且倒角變動側的上平面上 的應力的增加大約也為下平面的兩倍。但外側倒角對于應力變化的作用要小于內側倒角.

4.結論

改變扭環傳感器扭環截面的內外側倒角大小 可調整扭環上下平面內的周向應力值，增大倒角 值時可增大該倒角所在平面的應力的絕對值，另 一平面上的應力絕對值也會有大約50%的增量， 內側倒角變化時對于周向應力值變化的影響要遠 大于外側倒角。

以上僅是本人對圖1所示68t扭環傳感器的扭 環截面的內外側倒角變化進行有限元分析所得到 的結果，由于決定有限元法最終結果的因素很多， 不同的人去計算可能也會略有不同，以上分析結 果僅供參考。