Способ определения внутренних напряжений в ограниченных жестким контуром элементах статически неопределимых конструкций

 

Изобретение относится к способам определения внутренних напряжений. Цель изобретения - снижение трудоемкости и предотвращение разрушения конструкции при -испытаниях, что достигается путем поочередного равномерного ступенчатого нагрева каждого из элементов, измерения перемещения в направлении, возможного прогиба элемента и его температуры после каждой ступени нагрева и учета результатов совместного измерения температур и с (Л «vj CD .Г2

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (504 GOI В5 30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

s asxorcsovv cmpaxmwvav

Ь. )eeъе ъ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 делАм изОБРетений и ОткРытий (2l) 4001101/25-28

° ° (22) 02.01.86 (46) 07.09.88. Бюл. В 33 . (71) Ленинградский кораблестроительный институт. .(72) Л.И. Слепян, С.В. Сорокин и В.Ф. Шербинин (53) 531.781.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 51308, кл. G 01 В 5/30, 1936.

Напряжения и деформации в деталях и узлах маший. Под ред. Н.П.Пригоровского. — М.: Государственное научно техническое издательство машиностроительной литературы, 1961, с.400403.

„.SU, 1421979 А1

I (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ

НАПРЯЖЕНИЙ В ОГРАНИЧЕННЫХ ЖЕСТКИМ .

КОНТУРОМ ЭЛЕМЕНТАХ СТАТИЧЕСКИ НЕОПРЕДЕЛИМЫХ КОНСТРУКЦИИ (57) Изобретение относится к способам определения внутренних напряжений.

Цель изобретения — снижение трудоемкости и предотвращение разрушения конструкции при -испытаниях, что достигается путем поочередного равномерного ступенчатого нагрева каждого из элементов, измерения перемещения в направлении. возможного прогиба элеI мента и его температуры после каждой .ступени нагрева и учета результатов совместного измерения температур и

1421979

25

35 перемещений при определении внутренних напряжений в каждом элементе.

Вследствие этого напряжения совокупно характеризуются прогибами элемента на всех ступенях нагрева, а при увеличении нагрева на последующей ступени прогнозируется возможность получения прогиба, превышающего допустимый для данного элемента по критерию прочности прогиб. Такие режимы исключаются из числа осуществляемых на конструкции режимов нагрева. Измерение перемещения элемента, например пластины 1, осуществляют датчиком 4, 1

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам .. определения внутренних напряжений в ограниченных жестким контуром элементах конструкций типа стержней или пластин, и может быть использовано для определения внутренних напряжений в статически неопределимых конструкциях.

Цель изобретения - снижение трудоемкости и предотвращение разрушения конструкции в процессе испытаний, Цель достигается, путем поочередноге равчомерного ступенчатого нагрева каждого из упомянутых элементов, измерения перемещения в направлении возможного прогиба элемента и его температуры после каждой ступени нагрева, и учета результатов совместного измерения температур и перемещений при определении внутренних напряжений в каждом элементе, вследствие чего эти напряжения совокупно характеризуются прогибами элемента на всех ступенях нагрева, а при увеличении нагрева на,последующей ступени прогнозируется возможность получения прогиба, превышающего допустимый для данного элемента по критерию прочности прогиб, и такие режймы исключаются из числа осуществляемых на конструкции режимов нагрева, элементов.

На чертеже представлена схема осуществления способа на ограниченной а температуры — датчиком 7. Могут устанавливаться дополнительные датчики

5 и 6 перемещения на краях пластины ! и датчики 8, 9 и 10 температуры для проверки жесткости контура и равномерности нагрева элемента. Нагрев осуществляют электричеаким нагревателем 12, а датчики защищают от воздействия теплового излучения экранами 11.

Способ позволяет снизить трудоемкость испытаний за счет меньшего числа одновременно используемых датчиков и гарантировать сохранность конструкции при нагружении. 1 ил.

2 жестким контуром пластине, являющейся элементом сложной конструкции из многих таких элементов °

Способ осуществляют следующим об5 разом.

На исследуемый элемент — пластину 1 статически неопределимой конструкции 2, ограниченный жестким кон.туром, например на пластину (на чер10 теже показан продольный разрез пластины) в точке возможного прогиба на независимом от конструкции 2 непод- вижном основании 3, являющемся базой отсчета при измерении перемещения, устанавливают датчик 4 перемещения, ориентированный в направлении возможно прогиба, например, по нормали к поверхности пластины 1. Для проверки жесткости ограничивающего контура ана20 логичные датчики 5 и 6 перемещения могут быть установлены в точках на краях пластины 1, и при выполнении указанного условия они не должны показывать перемещения краев пластины

1 относительно неподвижного основания 3. Для измерения температуры пластины 1 на нее в зоне установки дат чика 4 перемещения устанавливают дат-, чик 7 температуры, например терморезистор или термопару. Для проверки выполнения условия равномерного нагрева элемента аналогичные датчики 8-10 температуры могут быть установлены с противоположной стороны пластины 1 и:по ее периметру. Все датчики защиформула изобретения

Составитель Н. Тимошенко

Редактор В. Бугренкова Техред A.Кравчук

КоРРектоР М, Пожо

Подписное

-Заказ 4414/36 Тираж 680

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 14219 шают от действия теплового излучения соответствующими тепловыми экранами

ll выполненными, например, иэ асбеста. На небольшом расстоянии от по.5 верхности элемента (пластины 1) устанавливают.электрический нагреватель

- 12, после чего приступают к проведе, нию эскперимента.

Нагрев пластины 1 осуществляют 10 ступенями, постепенно увеличивая температуру пластины на 10-15 на каждой следующей ступени. После выдержки на каждой ступени регистрируют показания всех датчиков перемещения и тем- 15 пературы, установленных на пластине.

Всего предусматривают 3-5 ступеней нагрева, причем перед переходом на следующую ступень прогнозируют величину прогиба и сравнивают ее с пре- 20 дельно допустимой для данного элемента. Это позволяет предотвратить разрушение элемента конструкции при испытаниях.

Для определения внутренних напряжений строят графики зависимости перемещения от температуры элемента и по соотношениям теории упругости определяют начальные условия — внутренние напряжения и начальный прогиб 30 элемента.

Использование предлагаемого способа позволяет снизить трудоемкость процесса испытаний, так как каждый элемент контролируется независимо минимальным числом датчиков. Кроме того, температурные напряжения в статически непоределимых конструкциях, в отличие от механических, не приводят к разрушению конструкции, так 40

79

4 как при увеличении прогиба они дают не столь существенное приращение внутренних напряжений, а ступенчатый характер нагружения позволяет своевременно отказаться от недопустимых с точки зрения прочности режимов температурного .нягружения. Способ обеспечивает более высокую точность измерения благодаря использованию большего массива данных по каждому элементу, полученных в идентичных условиях при разных нагрузках.

Способ определения внутренних напряжений в ограниченных жестким контуром элементах статически неопределимых конструкций, заключающийся в том, что на каждый элемент устанавливают датчик перемещения, нагружают конструкцию заданной нагрузкой, измеряют перемещение каждого элемента и по этим данным определяют внутренние напряжения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения трудоемкости и предотвращения разрушения конструкции в процессе испытаний, конструкцию нагружают путем поочередного равномерного ступенчатого нагрева каждого из упомянутых элементов, перемещение измеряют в направлении

1 возможного прогиба элемента, одновременно измеряют температуру каждого элемента после кажрой ступени нагрева,а результаты совместного измерения температур и перемещений учитывают при определении внутренних напряжений в каждом элементе.