Устройство для определения внутренних напряжений в материалах

Устройство для определения внутренних напряжений в материалах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение предназначено для определения внутренних напряжений и используется в закладных датчиках для определения внутренних напряжений в глубине твердеющих материалов, например бетонов.- Целью изобретения является повышение точности измерений , что достигается путем уменьшения влияния давления материала на чувствительный элемент в направлении, перпендикулярном направлению измерений . Устройство содержит чувствитель ный элемент, заключенный в корпус, состоящий из внутреннего слоя с модулем упругости Е и внешнего слоя, армированного стальными кольцами, с модулем упругости Е в направлении, перпендикулярном направлению измерений , большим модуля упругости Е в направлении измерения, и модуля упру гости материала Е„. Чувствительный элемент деформируется в направлении измерения вместе с материалом, что приводит к изменению его сопротивления , по которому судят о величине деформации материала. При .этом давление на чувствительный элемент в направлении, перпендикулярном направлению измерения, и, следовательно, погрешность измерения из-за влЦяния давления материала, уменьшены. В то же время чувствительнбсть устройства в направлении измерения не снижается . 2 ил (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

5 А (19) (11) (51) G 0»/1a

ВГЕ1 .О Щя ц у ,::„13

1 ,...1

Ж".

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3766405/25-28 (22) 09.06.84 (46) 15.04.86. Бюл. у 14 (72) E.Ë. Богданов, Д.А. Гундырев

В.С. Ильенков и А.С, Шнеидер (53) 531.781.2 (088.8) .(56) Авторское свидетельство СССР

М 274455, кл. G Ol В 7/18, 1968.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1035413, кл. G 01 В 7/24, 1981. .(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ В МАТЕРИАЛАХ (57) Изобретение предназначено для определения внутренних напряжений и используется в закладных датчиках для определения внутренних напряжений в глубине твердеющих материалов, например бетонов.. Целью изобретения является повышение точности измерений, что достигается путем уменьшения влияния давления материала на чувствительный элемент в направлении, перпендикулярном направлению измере-. ний. Устройство содержит чувствитель. ный элемент, заключенный в корпус, состоящий из внутреннего слоя с модулем упругости Е„ и внешнего слоя, армированного стальными кольцами, с

П модулем упругости Е в направлении, 1 перпендикулярном направлению измерений, большим модуля упругости Е в направлении измерения, и модуля упругости материала Е„. Чувствительный элемент деформируется в направлении измерения вместе с материалом, что приводит к изменению его сопротивления, по которому судят о величине деформации материала. При ;этом давление на чувствительный элемент s направлении, перпендикулярном направлению измерения, и, следовательно, погрешность измерения из-за влияния давления материала, уменьшены. В то же время чувствительность устройства в направлении измерения не снижается. 2 ил.

1224565 где Е„

Е

2!

О м <1 2

Е2)ам%

Е $,+Е Б2 Е с, 4<; н

2 (2) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в закладных датчиках для опре деления внутренних напряжений в глубине твердеющих материалов, в частности бетонов.

Цель изобретения - повьппение точности измерений путем уменьшения влияния давления материала на чувствительный элемент в направлении, перпендикулярном направлению измерений.

На фиг. 1 показано устройство для определения внутренних напряжений в материалах, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Устройство для определения внутренних напряжений в материалах содержит корпус 1 и заключенный в нем чувствительный элемент 2. Корпус состоит из внутреннего 3 и внешнего 4 .слоев, модули упругости которых выбирают из соотношений

Внешний слой 4 выполнен из эпоксидной смолы, армированной стальными кольцами; коэффициент армирования К =0,7. Модуль упругости внешнего слоя 4 в направлении, перпендикулярном направлению измерений, Е =1 4! 10 МПа, а в направлении

j Ф измерений Е =1, 1 10 МПа; коэффициент Пуассона 1 =0,3.

Устройство работает следующим образом.

При помещении датчика в глубину материала, например бетона (модуль упругости 1,1 10 MIIa), возникающие в материале деформации в направлении измерения вызывают деформирование корпуса 1 вместе с чувствительным элементом 2, что приводит к изменению сопротивления чув ствительного элемента 2 и, следовательно, величины электрического сигнала, покоторой судят о величине деформации материала. п

Пр м, так к Е, E„, давление на чувствительный элемент 2 в направлении, перпендикулярном направлению измерений, и, следователь" но, TToTрешность измерений из-за

- модуль упругости исследуемого материала;

- модуль упругости внутреннего слоя;

- модуль упругости внешнего слоя ..в направлении, пер:» пендикулярном направлению . измерений; модуль упругости внешнего слоя в направлении измерений; — площади сечений соответственно внутреннего и внешнего слоев; — соответственно коэффициен" ты Пуассона исследуемого материала, внутреннего слоя и внешнего слоя в направлении, перпендикулярном направлению измерений;

2О д

K-- - - отношение диаметров внут)j r

2 е него D реннего Э„ и вн ш слоев.

Внутренний слой 3 выполнен из

25 карбонильно-цементной смеси, модуль упругости которой Е,=7 10 MIIa, э коэффициент Пуассона 4 =0,15. влияния давления уменьшены, причем во столько раз, во сколько левая часть соотношения (3) меньше единицы. В то же время чувствительность

35 датчика в направлении измерения не снижена, так как выполняется соотношение (2) °

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить точность изме-. рений напряжений за счет уменьшения погрешности из-за влияния давления материала в направлении, перпендику45 лярном направлению измерений, что является существенным при измерении внутренних напряжений в глубине материалов.

Формула изобретения

Устройство для определения внутренних напряжений в материалах, содержащее корпус и чувствительный элемент, размещенный в корпусе, о тл и ч а ю щ е. е с я тем, что, с целью повьппения точности измерений, корпус выполнен двухслойным, а моду" 224565 ли упругости слоев выбирают из соотношений

2 М х. . 2. 1(Р

E S+ES

Б yS н

1 где Е„

S1HS, Е„

Е" - модуль упругости внешнего слоя в направлении измерения; — отношение диаметров внутреннего Р, и внешнего D< слоев.

Составитель M. Иедведев

Редактор А. Огар Техред Н.Бонкало Корректор М. Самборская

Заказ 1913/36 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

- модуль упругости исследуемого материала; — модуль упругости внутреннего слоя; — модуль упругости внешнего слоя в направлении, перпендикулярном направлению измерений; площади сечений соответст-. венно внутреннего и внешнего слоев; соответственно коэффициенты

Пуассона исследуемого материала, внутреннего слоя и внешнего слоя в направлении, перпендикулярном направле- нию измерений;