Устройство для измерений деформации детали
Изобретение относится к определению деформаций твердых тел оптическими методами. Цель изобретения обеспечение измерения линейных и угловых деформаций детали в трех взаимно перпендикулярных направлениях за счет расположения входных торцов трех световодов перпендикулярно друг другу, Для этого устройство содержит три световода 2-4, входные торцы 5-7 которых закреплены в корпусе 1 перпендикулярно друг другу. Устройство имеет марку 13, выполненную в виде тройного разветвления, ветви 15-17 которого взаимно перпендикулярны , и каждая из ветвей расположена в зоне входного торца 5-7 соответствующего световода 2-4. Mapi ку 13 крепят к детали 14, затем отсл мечают по шкале микроскопа положение, ветвей разветвления до и после деCZ формирования детали. 4 ил. .о ff r-tf tf Vy у 13 ттч
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
„„SU,1 6547О
А1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ а 1l g уУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3934232/25-28 (22) 22 ° 07.85 (46) 23,10.8б. Бюл. Р 39 {71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушения месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу (72) В.В.Бутягин, Е.В.Лычагин и К.И.Фоменко (53) 531,781,?(088,8) (56):Авторское свидетельство СССР !! 954813, кл. G 01 В 11!16. 1982 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИИ ДЕТАЛИ (57) Изобретение относится к определению деформаций твердых тел оптическими методами. Цель изобретения " обеспечение иэмерення линейных и угловых деформаций детали в трех взаимно перпендикулярных направлениях за счет расположения входных торцов трех световодов перпендикулярно друг другу. Для этого устройство содержит три световода 2-4, входные торцы 5-7 которых закреплены в корпусе 1 перпендикулярно друг другу. Устройство имеет марку 13, выполненную в виде тройного разветвления, ветви 15-17 которого взаимно перпендикулярны, и каждая из ветвей расположена в зоне входного торца 5-7 соответствующего световода 2-4. Мар- ку !3 крепят к детали 14, затем отмечают по шкале микроскопа положение ветвей разветвления до и после деформирования детали. 4 ил. 1265470 25 деформируемую деталь 14 устанавливают на нагрузочное приспособление (не показано). К детали 14 крепят марку 13. Марку 13 можно крепить к поверхности детали снаружи, тогда она имеет плоскую базу (фиг, 1). С целью повьппения достоверности получаемой информации при неоднородности материала деформируемой детали 14 основание марки 13 (фиг. 3) может быть выполнено объемным и размещено в пазу детали или другом естественном отверстии в ней. Н ряде случаев (когда возможен разрушающий контроль) отверстие под основание марки 13 создают искусственно, размещают в нем основание и заливают твердеющим составом, например эпоксидной смолой, В качестве марки 13 Изобретение относится к определению деформации твердых тел оптическими методами. Цель изобретения — обеспечение измерения линейных и угловых деформаций детали в трех взаимно перпендикулярных направлениях за счет расположения входных торцов, трех световодов перпендикулярно друг другу, На фиг. 1 показана схема предлага- 10 емаго устройства; на фиг. 2 — марка, на фиг. 3 — часть детали с закрепленной маркой; на фиг. 4 — схема измеряемых линейных и угловых деформаций. 15 Устройство содержит корпус 1 (фиг. 1), три световада 2-4, входные торцы 5-7 которых закреплены в корпусе 1 перпендикулярно друг другу, источник 8 подсветки, оптичес- 20 кий регистратор 9, соединенный с выходными торцами 10-12 световодав 2-4, марку 13, предназначенную для закрепления на детали 14 и выполненную в виде тройного разветвления, ветви 15-17 (фиг, 2 ) которого взаимно перпендикулярны и каждая иэ них расположена в зоне входного торца 5-7 соответствующего световода 2-4. Выходные торцы 10-12 све- З0 товодав 2-4 расположены в одной плос- . кости 18 предметного столика 19. Корпус ) фиксируют с помощью кронштейна 20, Входные торцы 5-7 световодов 2-4 жестко закреплены в плоскостях а, б, в корпуса 1. Устройства работает следующим образом. дХЕ Х Еп-Х, 2, ЬХУ Х2У2-Х1 У. д2У=7. У -Z y где ь XZ,ëÕÓ и д2У абсолютные перемещения точки Х детали 14, мм, отсчет изображения до нагрузки, мм; отсчет изображения после нагрузки, мм. XÄ 2Ä,X„:У, и 2„У, Угловые смещения определяют поворот предметного столика 19 микроскопа до совмещения изображения при нагрузке с отсчетом положения изображения, полученного до приложения нагрузки в данной ступени. В результате получаем трй компоненты угловых (<,Ч,Ч ) перемещений и три компонента линейных: (дХУ, дХЕ, о ZY) перемещений. По результатам замеренных линейных и угловых перемещений определяют абсолютные перемещения точки детали 14 по координатным осям может быть использована проволока с разветвлениями (фиг. 1 и 2). Для повьппения точности измерения ветви 15-17 разветвлений могут быть выполнены в виде игл, прикрепленных в местах изгиба проволоки (фиг.2). Корпус 1 устанавливают так, чтобы ветви 15-17 разветвлений марки 13 находились в зоне входных торцов 5-7 световодов 2-4 соответственно (проектировались на торцы), жестко закрепленных в плоскостях о, а,Ь корпуса 1. После закрепления выходных торцов 10-12 световодов 2-4 в одной плоскости 18 предметного столика 19 регистратора 9, например микроскопа, включают источник 8 подсветки и отмечают по шкале микроскопа положение изображения ветвей 15-17 разветвления (не показано). Затем нагружают 1 деталь 14 ступенями, причем в каждой ступени нагрузку выдерживают до затухания деформации детали, и после прекращения перемещений ветвей 15-17 отмечают положение изображений. Затем по разности отсчетов определяют абсолютные перемещения точки Х детали 14, в которой закреплена марка 1,фиг. 4) 12б5470 4 ции по любому направлению и изменение угла между двумя любыми направлениями, а также определить упругие константы детали 5 P(2-в) E= (4) Г 7 ах(1-m) (= R"ь Z (,5) где F. —— E— аХ аУ R Я <Х Я х аХ аЕ --- Ф Х2 4У й 20 лу аЕ м — --- + 4zv 1 m В áZ.2 1 „1 где Е„, E„eF 30 40 Х=nXZ .cosv; ь У=ьХУ ° coslv (г} 0 2= аЕУ cosa( где аХ, ьУ и л7. - абсолютные перемещения точки детали 14 по координатным осям, мм; М,М и Ч вЂ” угол поворота соответствующей ветви марки в плоскости 4, 8,, град. Определив линейные перемещения точки детали 14, вычисляем относительные линейные и сдвиговые деформации по формулам — относительные линейные деформации по трем взаимно перпендикулярным направлениям; и f — относительные дедУ1 р 7У формации сдвига по тем же направлениям; m — расстояние от основания детали 14 до точки место крепления марки на детали)в ммэ R — радиус детали, мм. Зная шесть компонент деформаций, можно найти относительные деформамодуль упругости, Па; нагрузка на деталь, Н; площадь поперечного сечения детали, и коэффициент Пуассона. Формула изобретения Устройство для измерения д формации детали, содержащее корпус, два световода, входные концы которых закреплены в корпуса перпендикулярно друг другу, источник подсветки и оп" тический регистратор, соединенны1. с выходными торцами световодов, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения измерения линейных и угловых деформаций детали в трех взаимно перпендикулярных направлениях, оно снабжено третьим световодом, входной торец которого перпендикулярен входным торцам первых двух световодов и закреплен в корпусе, а выходной торец соединен с оптическим регистратором, и маркой, предназначенной для закрепления .на детали и выполненной в виде тройного разветвления, ветви которого взаимно перпендикулярны и каждая из них расположена в зоне входного торца соответствующего световода. 1265470 Составитель Б.Евстратов Техред Л.Сердюкова Корректор A. Тяско Редактор И.йулла Заказ 5647/31 . Тираж 670 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 
