Поляризационно-оптический способ определения температурных напряжений в изделии

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

QÏ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1111636475 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.03.76 (21) 2330700/25-28 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.12.78.Бюллетень № 45 (45) Дата опубликования описания 10 .12 .78

2 (51) М. Кл.

6 01 В 11/18

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий

1 (53) УДК 531.781. . 2 (088.8) М. Н. Дверес, Б. Н. Евстратов и Н. И. При (72) Авторы изобретения

Государственный научно-исследовательский институт машиноведения (71) Заявитель (54) ПОЛЯРИЗАЦИОННО-ОПТИЧЕСКИЙ СПОСОБ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

В ИЗДЕЛИИ

Изобретение относится к исследованиям температурных напряжений поляризационнооптическим методом на моделях из «замораживаемого» оптически чувствительного материала.

Известен способ определения температурных напряжений на модели из оптически чувствительного материала, обладающего свойством «замораживания» и «размораживания», который заключается в том, что модель, геометрически. подобную изделию, изготавливают (склеивают) из отдельных элементов, в которых воспроизведены и «заморожены» свободные, температурные дефор мации, соответствующие полю температуры для данного элемента, или их перепады.

Склеенную модель «размораживают» и определяют температурные напряжения (1) . I

Известен ноляризационно-оптический способ определения температурных напряжений в изделии, заключающийся в изготовлении элементов модели изделия из оптически чувствительного материала, «замораживании» в них перемещений, соединении элементов, «размораживании» модели и определении температурных напряжений (2).

Недостатками обоих способов является то, что они не позволяют определять температурные напряжения для трехмерного тем пературного поля на существующих оптически чувствительных материалах, имеющих

5 прп «замораживании» Y = 05, так как свободные температурные деформации элемента не могут быть воспроизведены по всему объему элемента из-за несжимаемости материала.

Целью изобретения является определение температурных напряжений для трехмерного температурного поля.

Поставленная цель достигается тем, что элементы модели изготавливают с размерами, равными размерам этих элементов прн

15 температуре, соответствующей температурному по llo модели, по присоединяемой поверхности «замораживают» перемещения, равные разности между перемещениями присоединяемой поверхности части модели и разi! соами изготовленных элементов.

Сущность способа заключается в том, что он осуществляется без приложения к модели или ее э1ементам заданного температурного поля. Форма и размеры отдельных элементов, соответствующие их нагретому состоянию, 63617 2

Составитель L. Полиалый

" (кто 2 Л..лЬ адян

T(кред О.. 1?говна Коррс!.2 ор Н. Тупица

Зак((а 6927 32 Тира к 830 По (IIIIC)IOe

ЦН?!И!!И Государственного комитета Совета Министров СС(.12 по делам нзоб12егений и 0; крыл ий! 1 3035, Москва. Ж-З5, ? ахи скан наб, д 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул Проектная, 4 от, и IH I(2T(ÿ о! иена !)ето2! (2 на в(, Ill÷ и их свободных температурных перемсще!(ий поверхностей элементов. Поэтому изготавливают элементы с нулевыми деформациями и напряжениями с размерами, равными размерам этих эле:. ентов при температуре, соответствующей температурному полю модели. Г1олученные таким образом форма и размеры элементов соответствуют решению задачи термоупругости для разделенной на элемен- 10 ты модели.

Исходя из решений задач термоупругости для модели и ее отдельных элементов, видим, что необходимым условием совмещения этих элементов в сплошную модель является устранение разрывов свободных тем15 пературных перемещений в стыках отдельных элементов. Этот результат не зависит от сжимаемости или несжимаемости материала модели. Однако в последнем случае дефорxIирование элемента для совмещения с сосед- 20 ними элементами необходимо выполнить без изменения его объема.

Так как решение задачи термоупругости для сплошной модели считается неизвестным, то нельзя указать заранее для всех ее элементов те начальные перемещения, воспроизведение которых позволило бы совместить эти разделенные несжимаемые элементы в сплош ную модель, в отличие от случая сжимаемого материала, на котором осуществимо воспроизведение объемных свободных температурных перемещений элементов от заданного в них температурного поля, позволяющее совместить элементы по всем стыкуемым поверхностям. Поэтому по предлагаемому способу поочередно «замораживают» в элементах начальные перемещения (с их вклейкой З5 в модель) в зависимости от «замороженных» перемещений стыкуемой поверхности в предыдущих склеенных элементах присоединяемои части модели, под ..оторыми понимаются первый элемент (для определенности недеформируемый), совокупность его с приклеенным к нему вторым, совокупность этих двух с приклеенным к ним третьим и т. д.

Под очередным приклеиваемым элементом понимаются соответственно второй, третий, четвертый и т. д. элементы. Очередность выбирается таким образом, чтобы при приклейке очередного элемента в совокупности скле(. ((23ЫХ ЭЛ(230(! ((2Б ((С В(2 (!!((К(! !O ВНУ. (2(Ii!1!(X !!(22(остей, не яв1HI(2iilllx(. ((олостями б)ду-! (!ей модели (и тр«(2 l()ill 0x последующей вкл(йки в IIHx элементов). 11ðè этом очередlloH элемент приклеивают к предыдущим склеенным элементам (к Нх стыкуемой поверхности) только частью его поверхности (его стыкуемой поверхностью), по которой

«замораживают» начальные переме!цения.

Такое деформирование при «замора?кивании возможно для несжимаемого элемента вслед ствне су!цествования решения задачи теории упругости в перемещениях и ри, = 0,5.

Преимуществом предлагаемого способа определения температурных напряжений перед известными является возможность определения объемных температурных напряжений для произвольных температурных полей в конструкциях сложной формы на моделях из несжимаемого «замораживаемого» материала.

Моделирование по предлагаемому способу во многих таких случаях эффективнее поиска аналитических решений задач термоупругости и численных расчетов на ЭВМ.

Формула изобретения

Поляризационно-оптический способ определения температурных напряжений в изделии, заключающийся в изготовлении элементов модели изделия из оптически чувствительного материала, «замораживании» в них перемещений, соединении элементов, «размораживании» модели и определении температу)2I!i,lx на((ряжений, отличающийся тем, что, с целью определения температурных напряжений для трехмерного температурного поля элементы изготавливают с размерами, равными размерам этих элементов при температуре, соответствующей температурному полю модели, по присоединяемой поверхности «замора2кивают» перемещения, равные разности между перемещениями присоединяемой поверхности части модели и размерами изготовленных элементов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Сборник тр дов МИСИ, к(о 73. М., 1970, с. 128.

2. Метод фотоупругости. Под ред. Г. Л. Хесина. T. 3. М., 1975, с. 288.