Устройство для измерения продольной деформации

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

Сеюз Сеаетсник

Социалистических

Республин »>1000751 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 31.07. 81(21) 3324525/25-28

51)М Кл з с присоединением заявки ¹ (23) %

Государственный комитет

СССР

IIo делам изобретений и открытий

6 01 В 13/24

Приоритет

Опубликовано 28.0Е83. Бюллетень № 8 (53) УДК 531.781.

° 2(088.8) Дата опубликования описания 28.02.83 (72) Авторы изобретения

Э.У.Дадамухамедов, М.Ш.Дьааель, С.Ю.

Институт механики AH Украинской (71 } Заявитель (54 у УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОДОЛЬНОЙ ДЕФОРМАЦИИ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам измерения деформаций при исследовании напряженно-деформированного состояния конструкций типа оболочек, пластин, балок и т.п.

Известно устройство для изме рения продольной деформации, содержащее корпус, закрепленные на нем две опоры, одна из которых — неподвижно, а другая — шарнирно, и пневматический измеритель, сопло которого расположено между опорами перпендикулярно их осям 51).

Наличие шарнирной связи опоры

r с корпусом делает возможным его применение только для измерения в направлении главного удлинения. При установке под углом к главному удлинению деформация детали вызывает смещение подвижной опоры относительно неподвижной, что оказывает неблагоприятное влияние на ,.результаты измерений. В связи с этим необходимо предварительно определять направления главных напря жений.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения продольной деформации, содержащее корпус, закрепленные на нем две опоры, одна иэ которых — неподвижно, а другая — шарнирно, и пневматический измеритель, одно сопло которого расположено между опорами параллельно их осям, а другое — перпендикулярно их осям и взаимодействует с подвижной опорой (2 1.

Недостатком данной конструкции является наличие двух измерительных сопел. Это усложняет. регулировку устройства, увеличивает время снятия отсчета, а также требуется проведение дополнительных расчетов для определения искомых значений.

Цель изобретения — повышение точ,ности измерений.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения продольной деформации, содержащее корпус, закрепленные на нем две опоры, одна иэ которых - неподвижно, а другая - шарнирно и пневматический измеритель, сопло которого расположено между опорами, параллельно их осям, снабжено плоскими пружинами, расположенными перпендикулярно оси сопла и соединенными одними концами с соплом, а другими - с непод1000751 4

50 формула изобретения

Устройство для измерения продольной деформации, содержащее корпус, закрепленные на нем две опоры, одна .из которых — неподвижно, а другая шарнирно, и пневматический измеритель, сопло которого расположено между опорами, параллельно их осям, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено плоскими пружинами, расположенными перпендикулярно оси сопла и соединенными одними концами с соплом, а другими - с неподвижной опорой, двуплечим рычагом

65 и коромыслом, установленными в корвижной опорой, двуплечим рычагом и коромыслом, установленными в корпусе так, что одни их плечи соединены между собой, а другие — соответственно жестко с подвижной опорой и шарнирно с соплом, и пружи" ной кручения, соединяющей коромысло. с корпусом.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для измерения продольной деформации; на фиг.2 то же, вид сверху, на фиг. 3 - схе- ма, пояснянхцая работу Устройства. устройство содержит корпус 1, закрепленные на нем две опоры 2 и

3. Опора 2 закреплена посредствами шарнира 4, а опора 3 — неподвижно. Пневматический измеритель вклю чает сопло 5, размещенное во втулке б, которая с помощью двух плос-. ких пружин 7, расположенных перпендикулярно оси сопла, соединена с неподвижной опорой 3 °

K подвижной опоре 2 присоединен двуплечий рычаг 8, второй конец которого через шарнир 8 связан с коромыслом 9. Коромысло 9 имеет ось

10 вращения, расположенную в корпусе 1. Свободный конец коромыСла 9 в виде вилки опирается на цилиндрические цапфы 11, расположенные на втулке б. Постоянное прижатие цапф

11 к коромыслу 9 обеспечивается цилиндрической пружиной 12 растяжения, соединяющей втулку б с корпусом 1.

Подвижная и неподвижная опоры 2 и .3 выполнены составными для воэможности изменения своей высоты и снабжены опорными призмами 13 и 14, расстояние между которыми 1 определяет базу устройства. Винт 15, ðàñположенный в корпусе, служит для арретирования устройства.

Устройство работает следукщим образом.

После установки устройства на объект 16 испытания отпускается винт 15, сопло 5 подсоединяется,к пневмоизмерительной системе (не показано ). Вращением сопла 5 во втулке б устанавливается первоначальный ноль отсчета и устройство готово к работе .

Рассмотрим принцип действия устройства в случае, когда на объект

16 действует только изгибающий момент (деформация нейтрального слоя поверхности равна нулю ). Изменение . кривизны х поверхности определяетсе по формуле

8 и

Х= где ф — прогиб на базе 9.

В то же время внешний слой поверхности, на который установлено устройство, получает удлинение д1 . а х1

В 2 деформация изгиба 6 = — = . где — толщина стенки объекта. Отсюда

5. !

О

ЗО

З

4М = — . Перемещение опорной привью

13 подвижной опоры на расстояние вызывает через систему рычагов перемещение втулки 6 с соплом 5. Величину смещения Z втулки 6 найдем из .следующих соотношений:

ДВ С, С 2 а Ь Ъ:Г 072 где а — высота опоры 2; Ь вЂ” длина рычага; с — смещение конца рычага.

2МЬ

Отсюда Z (Ь-И)

Найдем условие, при котором смещение сопла 5 будет равно стрелке прогиба поверхности на базе 0, Отсюд а = 2

Ь-Е

Таким образом, в случае если между-высотой а опоры 2 и толщиной стейки объекта 16. будет существовать приведенная зависимость, отсчета по измерительному каналу сопла 5 не будет, т.е. измеритель не реагирует на.изгиб поверхности объекта. Это происходит потому, что, хотя при изгибе поверхности шарик сопла переместится на величину на то же самое расстояние 2 переместится корпус сопла, вследствие .чего относительное расположение шарйка и сопла не изменится, а значит не изменится и величина давления в измерительном тракте.

В случае, когда на объект действует совместно изгибающий момент и растягивающее усилие (в нейтральном слое ее поверхности), измеритель отреагирует только на растягивакщее усилие, т,е. позволит определить непосредственно деформацию нейтрального слоя поверхности объекта.

Таким образом, расположение сопла, перпендикулярно к исследуемой поверхности объекта, so втулку, связанной системой рычагов с подвижной ножкой, и соответствующий выбор высоты опор, зависящей от толщины стенки объекта, позволяет обойтись одним соплом и тем самым улучшить условия работы и производительность труда при осуществлении измерений.

1000751

1 ние

Машг

Финк К., Рорбах Х. Измеренапряжений и деформаций. М, из, 1961, с. 186.

2 алов ред.

1981. фие f фиг. 2

Составитель А. Босой

Редактор В. Петраш Техред Л. Пекарь Корректор Е. Рошко

Заказ 1353/38 Тираж 600 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по.делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент",r. Ужгород, ул. Проектная, 4 пусе так, что одни их плечи соединены между собой, а другие — соответственно жестко с подвижной опорой и шарнирно с соплом, и пружиной кручения, соединякщей коромысло с корпуcoM, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

A"

Неразрушающий контроль материи элементов конструкции. Под

A. Н.Гузя, Киев, "Наукова думка", с. 214 (прототип).