Устройство для измерения деформаций растяжения и изгиба

 

Изобретение относится к экспериментальным исследованиям напряженно-деформируемого состояния конструкций с замкнутым объемом, а именно к измерениям, при которых необходимо отделить деформации изгиба и растяжения, например при учете влияния начальных несовершенств на напряженно-деформированное состояние трубопроводов или резервуаров. Задачей изобретения является увеличение производительности исследовательских работ, повышение качества и стабильности результатов измерений. Сущность изобретения: устройство для измерения деформации растяжения и изгиба включает два опорных элемента 1 и закрепленную на них деформируемую пластину 2 с датчиком 3. Новым в устройстве является дополнительная деформируемая пластина с датчиком, устанавливаемая на опорных элементах 2, причем датчик устанавливают на пластины в лабораторных условиях, а опорные элементы 1 привариваются к исследуемому объекту. 1 ил.

Изобретение относится к экспериментальному исследованию напряженно-деформированного состояния конструкций с замкнутым объемом, а именно к измерениям, при которых необходимо отделить деформации растяжения и изгиба, например при учете влияния начальных несовершенств на напряженно-деформированное состояние трубопроводов или резервуаров.

Известно устройство, реализующее способ отделения деформации растяжения и изгиба при измерениях деформаций нагружаемого объекта, при котором тензодатчики устанавливают на противоположных сторонах нагружаемого объекта [1] Недостатками данного устройства являются невозможность его применения для измерения деформаций конструкций, доступ к наружной поверхности которых затруднен, кроме того, необходима высокая точность установки тензодатчиков с противоположных сторон конструкции, что при ее значительных размерах крайне затруднительно.

Наиболее близким является устройство для определения деформаций растяжения и изгиба сосудов с замкнутым объемом [2] включающее два опорных элемента и закрепленную на них деформируемую пластину с тензодатчиком, причем второй тензодатчик крепится под пластиной непосредственно на внешней поверхности исследуемого объекта, а опорные элементы при помощи шпилек.

Недостатком такой конструкции является сложность ее качественной установки в натурных условиях, поскольку тензодатчик, установленный на вспомогательной пластине, должен точно проецироваться на тензодатчик, установленный непосредственно на исследуемой поверхности. Кроме того, большие трудности вызывает качественная термообработка тензодатчика, наклеенного непосредственно на протяженную металлическую конструкцию, а крепления опорных элементов, выполненные в виде шпилек, после измерения деформаций конструкции станут концентраторами напряжений.

Целью изобретения является увеличение производительности исследовательских работ, повышение качества и стабильности результатов измерений.

Цель достигается тем, что устройство для измерения деформаций растяжения и изгиба, включающее два опорных элемента, предназначенные для закрепления на объекте деформируемую пластину с установленным на ней датчиком, противоположными концами закрепленную на опорных элементах, снабжено дополнительной пластиной аналогичной основной, установленной с зазором по отношению к основной и закрепленной противоположными концами на указанных опорах, а второй датчик закреплен на дополнительной пластине на расстоянии от опор, равном расстоянию крепления от указанных опор основного датчика.

На чертеже представлено устройство для измерения деформаций растяжения и изгиба.

Устройство состоит из двух опорных элементов 1, деформируемых пластин 2, укрепленных противоположными концами на опорных элементах 1, причем пластины 2 установлены с зазором по отношению друг к другу. На каждой пластине 2 укреплен датчик 3. Датчики на пластине расположены от опор на равном расстоянии. Опорные элементы 1 жестко закреплены на исследуемом объекте 4 при помощи сварки (пайки).

Устройство работает следующим образом.

В лабораторных условиях изготавливают скобу в сборе, состоящую из двух опорных элементов 1 и двух деформируемых пластин 2 с датчиками 3, производят строгую пространственную ориентацию датчиков 3 и крепят датчики на пластинах 2, производят тарировку скобы в сборе при помощи нагрузочных устройств, имитирующих чистое растяжение сжатие и изгиб, затем крепят скобку в полевых условиях к исследуемому объекту 4 и после ее нагружения снимают показания датчиков. Пересчет деформаций ведут по формулам: ε_м= ; ε_изг= . где ε_м мембранные деформации; ε_изг изгибные деформации.

h₁, h₂ расстояние одного и второго датчиков до исследуемого объекта.

Использование дополнительной пластины с датчиком, а также жесткое крепление устройства на исследуемом объекте позволяет существенно уменьшить сроки проведения промышленных экспериментов натурных конструкций и существенно повысить качество и стабильность показаний приборов, поскольку оба датчика были подвергнуты одинаковой качественной настройке и точно сориентированы в пространстве.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ РАСТЯЖЕНИЯ И ИЗГИБА,содержащее два опорных элемента, предназначенных для закрепления на объекте, деформируемую пластину с установленным на ней первым датчиком, противоположными концами закрепленную на опорных элементах, и второй датчик, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительной пластиной, аналогичной основной, установленной с зазором по отношению к основной и закрепленной противоположными концами на указанных опорах, а второй датчик закреплен на дополнительной пластине на расстоянии от опор, равном расстоянию крепления от указанных опор основного датчика.

РИСУНКИ

Рисунок 1