Способ определения температурных напряжений в конструкции

 

Изобретение относится к определению напряжений и деформаций в конструкциях поляризационно-оптическйм методом. Цель - повышение точности определения напряжений. Это достигается путем учета величины центробежных сил. Модель вращают в нагрузочном приспособлении, измеряют в ней напряжения от действия центробежных сил,останавливают ее вращение. - К внешнему контуру модели прикладывают распределенную нагрузку, величину которой определяют по напряжениям от действия центробежных сил в модели, и вновь вращают модель. Затем модель нагревают, просвечивают ее импульсами поляризованного света и по полученной картине полос определя1от температурные напряжения. (П С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

517 А i.(19) (11>

1511 4 G 01 В 11/18

%

ОПИСАНИЕ И30БРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21.) 3805923/25-28

:(22) 30.10.84 (46) 23.06.86. Бюл. У 23 (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. 300-летия воссоединения Украины с Россией(72) Ю.С.Михеев, А.Г.Макаренков, А.И.Маринец и З.Г.Аппаидзе (53) 531.781.2(088.8) (56) Метод фотоупругости. /Под ред. Г.Л.Хесина. М.: Стройиздат,.

1975, т. 3, с. 243-246.

Ушаков Б.И., Фролов И П. Напряжения В композиционных конструкциях, M.: Машиностроение, 1979, с. 69-73.

Э (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В КОНСТРУКЦИИ (57) Изобретение относится к определению напряжений и деформаций в конструкциях поляризационно-оптическим методом. Цель — повьппение точности определения напряжений. Это достигается путем учета величины центробежных сил. Модель вращают .в нагрузочном приспособлении, измеряют в ней напряжения от действия центробежных сил,останавливают ее вращение.

К внешнему контуру модели прикладывают распределенную нагрузку, вели.чину которой определяют по напряжениям от действия центробежных сил в модели, и вновь вращают модель. 3атем модель нагревают, просвечивают ее импульсами поляризованного света и по полученной картине полос опреде- ляют температурные напряжения.

Изобретение относится к определе. нию напряжений и деформаций в конструкциях поляризационно-оптическим методом. (Цель изобретения — повьппение точности определения путем учета величины напряжений от действия центро-. бежных сил.

Способ осуществляют следующим образом. 1О

Изготавливают модель конструкции иэ оптически чувствительного материала на основе эпоксидной смолы .ЭД-20, полиэтиленполиамина и энбутилфталата.

Модель закрепляют в нагрузочном при- f5 способлении, допускающем ее вращение частотой 1000-2500 об/мин и нагрен по периметру внутреннего кольца нихромовым нагревателем в интервале температур 20- 100 С, поляриэаци- 20 онно-оптической установки. Вращают модель с частотой 1800 об/мин, просвечивают ее импульсами поляризован,ного света частотой 30 Гц. Регистрируют картину полос, соответствующую 25 напряжениям от действия центробежных снл, и определяют по ней напряжения ог действия центробежных сил по известным соотношениям доляриэационно-оптического метода

К

8 +6 г 2ц 4 л где 6 и b — радиальные и окружtU, Уц 35 ные напряжения от центробежных сил;

Е,р,c †соответственно модуль Юнга, коэффициент Пуассона и опти40 ческая постоянная материала модели;

R — разность хода лучей;

t и л t — толщина и изменение толщины модели. 45

По соотношениям теории упругости для модели, нагруженной по контуру распределенной нагрузкой, например для плоских дисков, ! а 2 Ь2 50 б — — -(1- — )

Ь2 а2 г2

pa 2 Ь2 — — — (1+--) ð b2 а2 г2 где р — интенсивность распределенной нагрузки; 55

b,à — соответственно. наружный и внутренний радиусы модели;

r — текущий радиус модели, 17 1 составляют модуль разности суммарных радиальных и окружных напряжений в модели от центробежных и распределенных сил

8= (б„„6 1-(6 „+6 1l

Рассчитывают интенсивность р распределенной по внешнему контуру модели нагрузки иэ условия равенства модуля указанной разности наименьшему по всему полю модели значению

8 =8(р, r)

Прилагают, рассчитанную распределенную нагрузку (р=1600 Н/м ) к внешнему контуру модели. и раскручивают ее до прежней частоты вращения (1800 об/мин) .

Нагружение модели распределенной нагрузкой осуществляют, например, резиновой трубкбй, заполненной сжатым воздухом необходимого давления. Регулировку интенсивности нагрузки выполняют изменением давления воздуха во внутренней полости трубки. Нагревают вращающуюся модель до 60 С, фиксируют картину полос и определяют величину температурных напряжений.

Предлагаемый способ .определения температурных напряжений дает возможность на 60-907. снизить уровень напряжений от центробежных сил во вра-, щающихся моделях, что обеспечит 20307 увеличения точности замера температурных напряженийиз-эа значительного снижения искажения картиныполос.

Формула и э о брет ения

Способ определения температурных напряжений в конструкции, заключающийсяя в том, что изготавливают модель конструкции из оптически чувствительного материала, закрепляют ее в нагрузочном приспособлении, вращают модель в нагруэочном приспособлении, нагревают ее, просвечивают импульсами . поляризованного света и по полученной картине полос определяют температурные напряжения, о т л и ч а ющ и и с.я тем, что, с целью повьппения точности определения, до нагрева модели измеряют в ней напряжения от действия центробежных сил, возникающих при ее вращении, затем останавливают вращение, к внешнему контуру модели прикладывают распределенную нагрузку, величину которой определяют по напряжениям от действия центробежных сил в модели, и вновь вращают модель.