Устройство для измерения деформаций пластин и оболочек

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнк

Социалнстическии

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное н авт. сеид-ву— (22) Заявлено 29Л 181 (21)324087Б 25-28 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 230183. Бюллетень М 3 ($11М.Кл з . G 01 В 11/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий ($3I УДК 531 ° 781 ° 2 (088. 8) Дата опубликования описания 230133 (72) Автор изобретения

Ю.К.Щербаков

1 р

Московское ордена Ленина и ордена ТрудовоГо КраеИого.-;.;:.

Знамени высшее техническое училище им. Н.ЭтБвумака,, „„. (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ

ПЛАСТИН И ОБОЛОЧЕК

Ю =-D Х 4pf — Ч Х (!

Т Х у Т

ИЕ=-ОРч, хв-Ф х еЬЧ

И =0(-м — - — Ч, (1) уе= а в

30

Изобретение относится к оптическим методам исследований деформаций пластин и Оболочек при статических, динамических и температурных нагрузках.

Известно устройство для измерения деформаций пластин и оболочек, содержашее станину с захватами для крепления исследуемого объекта, кронштейн, размещенный на станине с возможностью перемещения в направлении захватов, установленные на кронштей. не цилиндрический экран с линейным растром, фотоаппарат с объективом и механизм нагружения исследуемого объекта, размещенный, на станине(1 .Недостатком устройства для .изме рения деформаций пластин и оболочек является то, что оно не позволяет экспериментально определять изгибные деформации исследуемого объекта в полярной системе координат. Для перехода от декартовой системы коор- динат к полярной возникает необходимость в проведении трудоемкой до- . полнительной вычислительной работы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае-. мому эффекту является устройство для измерения деформаций пластин и оболочек, содержащее станину с захватами для крепления исследуемого Объекта, кронштейн, размещенный на станине с возможностью перемещения в на правлении захватов, установленные на кронштейне сферический экран с растром, выполненным в виде концентрических окружностей, фотоаппарат с объективом, оптическая ось которого совмещена с центром сферического экрана, и механизм нагружения исследу» емого объекта, размещенный на станине (2)

Недостатком этого устройства является невозможность его применения при определении неосесимметричных иэгибных деформаций. ,Известно, что экспериментальное решение задач изгиба пластин и оболЬ" чек сводится к определению изгибающих моментов, которые при неосесимметричном деформировании имеют вид

991156 где 6

Мт Юв

Ч,Чв

Х.,ХВ

Ю радиальная и окружная коор дината, изгибающие моменты в радиаль-: ном и окружном направлении) цилиндрическая жесткость; угол поворота нормалей; параметры кривизны в радиальном и окружном направлениях, равные ач „ . ач (2) а "в= ав формул (1) и (2) видно р что для решения задачи при неосесимметричном деформировании исследуемого .объекта необходимо определить углы

V, Vg и параметры кривизны Х, Х6

Известные устройства не позволяют определить угол и параметр кривизны хв 2Î

Целью изобретения является обеспечение возможнбсти измерения неосе; симметричных иэгибных деформаций в полярной системе координат.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения деформаций пластин и оболочек снабжено установленными на кронштейне механизмами перемещения сферического экрана нормально оптической оси и поворота вокруг оптической оси, индикато-30 рами положения сферического экрана и сферическим экраном с растром, выполненным в виде радиальных линий, частота которых возрастает с увеличением расстояния от центра экрана, а сферические экраны выполнены сменнымив

На фиг. 1 представлено устройство для измерения деформаций пластин и оболочек, общий вид; на фиг. 2 — go сферический экран с растром в аиде концентрических окружностей; на фиг.

3 - то же в виде радиальных линий, сходящихся в центре экрана; на фиг.

4 †.исследуемая пластина с обозначениями параметров в полярной системе

45 координат; на фиг. 5 — измеряемые углы поворота нормалей в полярных координатах.

Устройство для измерения деформаций пластин и оболочек содержит станину 1 с захватами 2 для крепления исследуемого объекта.3 кронштейн 4, установленный на станине l имеющий возможность с помощью приспособления 5 перемещаться в направлении захватов 2 и исследуемого объекта 3. На кронштейне 4 устайовлен сферияеский) экран б, фотоаппарат 7 с объективом (не показан), оптическая ось которого совмещена с центром 69 сферического экраиа б. На станине 1 размещен механизм 8 нагружения исследуемого объекта 3. На кронштейне 4 установлены механизмы 9 перемещения сферического экрана б нормально оптической оси и механизм 10 поворота сферического экрана б вокруг оптической оси, а также индикатор 11 перемещения и индикатор 12 поворота сферического экрана. Сферические экраны б выполнены сменными.

Устройство для измерения деформаций пластин и оболочек работает сле- дующим образом.

Исследуемый объет 3 устанавливают в захваты 2. На кронштейне 4 устанавливают сферический экран б с концентрическими окружностями и производят первое экспонирование с помощью фотоаппарата 7. Затем исследуемый объект 3 чагружают механизмом

8 и производят второе экспонирование.

В результате этого на негативе возникает картина муара, на которой каждой полосе муара соответствует линия равных углов поворота нормалей

Мз

После этого сферический экран б с концентрическим растром снимают и на его место устанавливают сферичес-. кий экран с радиальным растром. Произ.водят экспонирование фотопленки до деформации исследуемого объекта 3 и после деформации и по картине муара определяют угол поворота нормалей /6. Для определения параметров кривизны ХВ и Хг также осуществляют двойное экспонирование деформировайного объекта 3, соответственно до поворота (перемещения) сферического экрана б и после поворота (перемещения) и определяют их по формулам: 6 о

dd6 6О а2

)( ач . ду 2айу где n,ï — порядок полосы муара;

d, — расстояние от объектива до поверхности исследуемого объекта; h — шаг растра.

Таким образом, упрощается определение деформационных характеристик пластин и оболочек при неосесимметричных изгибных нагурэках.

Формула изобретения

Устройство для измерения деформаций пластин и оболочек, содержащее станину с захватами для крепления исследуемого объекта, кронштейн, размещенный на станине с воэможностью перемещения в направлении захватов, установленные на кронштейне сферический экран с растром, выполненным в виде концентрических окружностей, фотоаппарат с объективом, оптнчес991156 кая ось которого совмещена с центром сферического экрана, и -механизм нагружения исследуемого объекта, размещенный на станине, .о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью возможности измерения неосесимметричных изгибных деформаций в полярной системе координат, она снабжено установленными на кронштейне механизмами перемешения сферического экрана нормально оптической оси и поворота в5кщ т» оптической оси, индикаторами положения сферического экрана и сферическим экраном с растром, выполненным в виде радиальных линий, частота которых возрастает с увеличением расстояния от центра экрана, а сферические экраны выполнены смен.ными.

Источники информации, : принятые во внимание при экспертизе

1. Сухарев И.П.,Ушаков Б.Н. Исследование деформаций и напряжений методом муаровых полос. И., Машиностроение, 1969, с, 87.

2. Авторское свидетельство СССР

В 567108, кл. G 01 И 5/00 1977 (прототип).

991156

Составитель В. Стуйт

Редактор H.Áoáêoâà Техред С.Мигунова Корректор Ю.Макаренко

Заказ 107/54 Тираж 600 подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4