Способ определения начальных упругих деформаций в твердом теле

 

Изобретение относится к способам определения начальных упругих напряжений посредством тензометрических деформаций. Цель изобретения - сохранение целостности исследуемого тела при испытании, что достигается расположением четырех тензорезисторов с разной тензочувствительностью под такими углами друг к другу и созданием трех таких линейно-независимых полей деформаций, которые исключали бы появление дублирующих результатов измерений. При выполнении этих условий система уравнений, связыванщих между собой приращения сопротивлений тензорезисторов 1, 2, 3 и 4, имеет решение, что позволяет определить начальные упругие напряжения. Три линейно-независимых поля деформации в исследуемом теле создают приложением соответствукщих нагрузок в пределах упругих деформаций тела. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1270548 А1

A@4 С 01 В 7/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3860495/25-28 (22) 20.02.85 (46) 15.11.86. Бюл. Р 42 (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Г.В.Криворучко (53) 531.781.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ii 937998, кл. С 01 В 7/18, 1980.

Михайлов О.H. Метод отверстий.—

В кн.: Остаточные напряжения в заготовках и деталях крупных машин.

Свердловск. Изд-во НИИ тяжелого машиностроения Уралмашзавода. 1971, с.4-31. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЧАЛЬНЫХ

УПРУГИХ ДЕФОРМАЦИИ В ТВЕРДОМ ТЕЛЕ (57) Изобретение относится к способам определения начальных упругих напряжений посредством тензометрических деформаций. Цель изобретения — сохранение целостности исследуемого тела при испытании, что достигается расположением четырех тензорезисторов с разной тензочувствительностью под такими углами друг к другу и созданием трех таких линейно-независимых полей деформаций, которые исключали бы появление дублирующих результатов измерений. При выполнении этих условий система уравнений, связывающих между собой приращения сопротивлений тензорезисторов 1, 2, 3 и 4, имеет решение, что позволяет определить начальные упругие напряжения. Три линейно-независимых поля деформации в исследуемом теле создают приложением соответствующих нагрузок в пределах упругих деформаций тела. I ил.

1270548 3 тензорезисторов. Полученные данные используют для решения системы уравнений, связывающих приращения сопротивлений тензореэисторов 1, 2, 3 и 4

5 относительно их исходного состояния с чувствительностями S, 84, Бь и Sq тензореэисторов и углами с,, О, ы и, их взаимной ориентации.

Расположение тенэорезисторов в соответствии с указанным соотношением параметров и требованием недопущения коллинеарности любых двух тензореэисторов гарантирует то, что в составленной системе уравнений не будут

15 встречаться тождественные уравнения, с- вследствие чего такая система имела а бы бесчисленное множество решений.

Другим необходимым условием для решения системы ур-внений являе-.ñÿ со20 здание трех линейно-независимых полей деформаций.

При этих условиях становится возможным определение начальных упругих деформаций в твердом теле без нару25 шения целостности исследуемого тела при испытании, что особенно важно для расширения области применения способа на ответственные интенсивно

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения напряжений посредством тензометрических датчиков деформаций и может быть использовано при неразрушающем контроле начальных упругих напряжений в твердых телах.

Целью изобретения является сохранение целостности исследуемого тела при испытании за счет использования розетки из четырех тенэорезисторов с разными значениями тензочувстнительности и измерения линейно-независимых полей деформации, соэданных соответствующим нагружением тела.

На чертеже представлена схема ра положения четырех тензорезисторов и исследуемом твердом теле.

Способ осуществляется следующим

Образом.

На плоской *оверхности тела уста навливают розетку из четырех тензорезисторов 1 — 4, не имеющих поперечной чувствительности и Ориентиро ванных так чтО их прОдольные Оси н коллинеарны ни для какой пары тенэо резисторов. Тензорезистор 1 распола гается под углом 4, к тензореэистору

4, а тенэорезисторы 2 и 3 — соответственно под углами и ц к тензог резистору 4. При этом в розетке используют тенэорезисторы по крайней мере двух различнь х значений тензочувствительности и располагают их так, чтобы выполнялось соотношение

В1 В2 В 1

+ — + -> — -- 0, 8г где S, S1 SЗ $4 сООтВетстВеннО тенэочувствительности тензорезисторов 1, 2, 3 и 4;

s in w s i и (+ б ) в,— — — "— — — -- — ;

s in с(111 (, + ) Измеряют исходные сопротивления тензорезисторов l, 2, 3 и 4, а затем напряженное состояние тела изменяют три раза путем приложения к нему в пределах упругих деформаций таких нагрузок, которые создают в теле линейно-независимые поля деформаций, и каждый раз измеряют сопротивления я in@> ° $ in(N + e + A>) г

sin(,+ с() ° sin(e, + 1 + 4 )

3 sin Й Б1п((А,+ ) нагруженные конструкции машин и механизмов. Кроме того, при использовании предлагаемого способа не требуется применения специализированной аппаратуры, он может быть реализован на широко распространенной тензометрической аппаратуре. Решение уравнений может осуществляться на универсальных или специализированных электронных вычислительньх машинах.

Использование предлагаемого способа позволяет более точно определять исходное напряженное состояние конструкций, запас прочности конструкции при различных нагрузках и путем более рационального использования несущей способности конструкционных материалов, что уменьшает материалоемкость . и повышает эксплуатационную надеж,ность этих конструкций.

Формула из об рете ния

Способ определения начальных упругих деформаций в твердом теле, заключающийся в том, что на плоской поверхности тела устанавливают розетку

55 из четырех тензореэистОрОВ не имеющих поперечной чувствительности и ориентированных так, что их продольные оси не коллинеарны ни для какой

1270548

В $1п(0(+ М ) ° sin(й,+ Я +бЗ)

Пс(2 31П(б1+ б у

В, Вг В 1

+ — + - - — -- ФО, 8г 8з

sin 8 sin(4>+< ) где В,, — -т-- ---.---е

sin o(,.sin(o(,+ a,)

-sind sin(o(„+ dz+ >)

В

Э.Л

2 ЯдпаА Я1пы2

Составитель Н.Тимошенко

Редактор А.Лежнина Техред Л.Сердюкова Корректор М.Максимишинец Заказ 6229/40 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 пары тензорезисторов, измеряют исходные сопротивления тензореэисторов, изменяют напряженное состояние тела и вновь измеряют сопротивления тензорезисторов, а по совокупности измеренных значений сопротивлений тензорезисторов определяют начальные упругие деформации, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью сохранения целостности исследуемого тела при ис- О пытании, в розетке используют тензорезисторы по крайней мере двух различных значений тензочувствительности и располагают их так, чтобы выполнялось соотношение 15 где В,, Вг, Вз — коэффициенты взаимной ориентации первых трех тензорезисторов относительно четвертого;

8, 8, 8д — величины тенэочувствительности тензорезисторов

,,,, с, ы — углы между каждым из первых трех тенэорезисторов и четвертым тенэорезистором, а напряженное состояние тела изменяют три раза путем приложения к нему в пределах упругих деформаций таких

f нагрузок, которые создают в теле линейно-независимые поля деформации,