Способ измерения шероховатости
Патент 1413418
Авторы
Классы МПК
Способ измерения шероховатости
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля шероховатости анизотропных материалов. Цель изобретения - повышение точности измерения при больших скоростях потока путем интегральной оценки взаимодействия образца с потоком газа или жидкости. Контролируемый и эталонный образцы обдувают потоком газа или жидкости, термостатируют их поверхности, измеряют разности сил трения и тепло-- вых потоков от них и по этим разностям и зависимостям трения и тепловых потоков от шрроховатости определяют эквивалентную песочную шероховатость. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 В 13/22
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4159337/25-28 (22) 21.07.86 (46) 30. 07.88. Бюл. У 28 (72) В,И,Шкатов и В.Н.Шманенков (53) 531.717.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 647556, кл. G 01 В 13/22, 1977. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля шероховатости анизотропных материалов. Цель изобре„„Я0„„1433438 А1 тения — повышение точности измерения при больших скоростях потока путем интегральной оценки взаимодействия образца с потоком газа или жидкости.
Контролируемый и эталонный образцы обдувают потоком газа или жидкости, термостатируют их поверхности, измеряют разности сил трения и тепло". вых потоков от них и по этим разностям и зависимостям трения и тепловых потоков от шероховатости определяют эквивалентную песочную шероховатость.
1 з.п.ф-лы, 1 ил.
1413418
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля шероховатости анизотропных материалов, например углеродных композитных материалов.
Цель изобретения — повышение точности измерения при больших скоростях потока путем интегральной оценки взаимодействия образца с потоком газа или жидкости.
На чертеже изображено устройство для реализации предлагаемого способа.
Устройство содержит корпус 1, основания 2 и 3 для размещения эталонного образца 4 и контролируемого образца 5 соответственно, измерительное коромысло 6, связанное упругими связями 7 с основаниями 2 и 3 датчик 8 силы, привод 9 коромысла и под- 20 веску 10, Образцам 4 и 5 придана одинаковая округлая форма, что облегчает поворот контролируемого образца
5 по стрелке А (в плоскости чертежа).
Корпус 1 имеет форму клина, эаост- 25 ренного навстречу потоку V причем плоскость с основаниями 2 и 3 совпадает с плоскостью движения потока (плоскостью чертежа).
Приводом 9 создают заданную силу 30 поджатия оснований 2 и 3 к корпусу
1, направляют вдоль образцов 4 и 5 поток газа или жидкости и определяют положение образца 5 относительно направления движения потока V например по риске на образце. Под дейст35 вием сил трения потока об образцы предварительное поджатие оснований к корпусу меняться. С помощью датчика
8 измеряют разность сил трения, Контролируемый образец 5 поворачивают
40 в плоскости движения потока в новое положение, которое определяют относительно направления V движения потока, и по в то ряют измерение разно сти сил трения. Степенчатый поворот образца. 45 и измерение повторяют до получения максимальной и минимальной сил трения.
С g ACf tAf (R е „) + В3в(1)
50 где R = - - — местное число и
Рейнольдса, за характерный размер в которбм взята высота эле55 ментов песочной шероховатости;
А и  — эмпирические кон станты;
С - коэффициент сопротивления гидравлически гладкой поверхности (известная величина).
Если при измерениях окажется, что разность сил сопротивления трению испытуемого и эталонного образцов равна нулю, то в этом случае будут равны и их осредненные по S коэффиS циенты сил трения (F> = gC dS), поР этому эквивалентные параметры шероховатости испытуемого образца совпадают с эталоном.
При наличии измеренной конечной величины силы ЯГ из уравнения (1) получим (при условии равенства площадей образцов) f(R+ ) f(R, ) = Ж Г-(2) е1, эт тро В где Рт = I Cf dS - известна.
Так как вид функции f (R* ) извес е тен (например, f (R* ) = 1nRe*4 ь мер Ъ
2, 3), тО иэ фОрмулы (2) мОжнО аналитически вывести значение и соответствующее эквивалентной песоч" ной шероховатости.
Для повышение точности определения шероховатости в процессе измере- ° ния термостатируют внешние поверхности образцов 4 и 5, например подогревают с помощью кварцевой лампы (не показана) по показаниям, например, инфракрасных дистанционных датчиков температуры (не показаны) и измеряют разности тепловых потоков от них, например с помощью калориметров (не показаны). По этим разностям с помощью зависимостей, аналогичных формуле (2), уточняют интегральное значение песочной шероховатости контролируемого образца.
Параметры эквивалентной песочной шероховатости эталонного образца выбирают таким образом, чтобы коэффициент силы трения его заведомо лежал в диапазоне изменения коэффициента трения С контролируемого ш образца.
Интегральный характер зависимостей сил трения тепловых потоков образцов от шероховатости их поверхности позволяет с высокой точностью определить эквивалентную песочную шероховатость контролируемого образ3 14134! 8 4. ца и, кроме того, при необходимости - пенчато поворачивают в плоскости все локальные характеристики шерохо- движения потока газа или жидкости, ватости, осредненные по характерной . определяют положение образца относиплощади $ поверхности образцов, тельно направления движения потока найденной иэ испытаний по значению и в каждом положении измеряют раз5 среднего периода структуры шерохова- ность сил трения потока о контролирутости 3(S ) ). емый и эталонный образцы, находят положения контролируемого образца с ф о р м у л а и э о б р е т е н и я 10 максимальной и м наной разностями сил трения и по ним определяют изменение эквивалентной песочной шеро хов ато сти.
Составитель В. Гордеев
Техред А.Кравчук
Корректор В.Бутяга
Редактор А,Иаковская
Заказ 3782/41 Тираж 680 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
1. Способ измерения шероховатости, основанный на измерении параметров взаимодействия контролируемого и эталонного образцов с потоком rasa 15 или жидкости и определении по их значениям параметров песочной шероховатости, о тличающийся тем, что, с целью повышения точнос.ти измерения при больших скоростях потока, контролируемый образец сту2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что термостатируют внешние поверхности эталонного и контролируемого образцов, измеряют разности тепловых потоков к ним и учитывают эту разность при определении шероховатости.