Поляризационно-оптический способ определения параметров напряженно-деформированного состояния модели полого ротора

Поляризационно-оптический способ определения параметров напряженно-деформированного состояния модели полого ротора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к исследованию напряженно-деформированного состояния конструкций поляризационно-оптическим методом на моделях из замораживаемого оптически чувствительного материала. Целью изобретения является повышение производительности. Полости модели заполняют жидким наполнителем,герметизируют модель, нагружают ее центробежными силами инерции и давлением наполнителя. Измеряют величину давления и скорости изменения в зависимости от времени и температуры . Нагревают модель до температуры высокоэластичного состояния. По перемене знака скорости изменения давления судят о переходе материала модели в высокоэластичное состояние. Параметры напряженно-деформированного состояния определяют поляризационно-оптическим методом.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 01 В 11/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4854797/28 (22) 11.06.90 (46) 30.06.92. Бюл. М 24 (71) Институт машиноведения им.А.А.Благонравова (72) Б.Н.Евстратов и А.Д.Кондратьев (53) 531.781,2(088.8) (56) Труды ВНИЭКИПРОДМАШ, 46, М., 1976, с. 98-100. (54) ПОЛЯРИЗАЦИОННО-ОПТИЧЕСКИЙ

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО

СОСТОЯНИЯ МОДЕЛИ ПОЛОГО РОТОРА (57) Изобретение относится к исследованию напряженно-деформированного состояния конструкций поляриэационно-оптическим

Изобретение относится к исследованию напряженно-деформированного состояния конструкций поляриэационно-оптическим методом на моделях из "замораживаемого" оптически чувствительного материала.

Известен поляризационно-оптический способ определения напряжений в замораживаемой модели, заключающийся в том, что модель, геометрически подобную изделию, нагревают до высокоэластичного состояния, выдерживают модель при температуре высокоэластичного состояния, охлаждают, измеряют температуру снаружи и внутри модели и определяют деформации и напряжения.

„„5U 1744450 А1 методом на моделях из "замораживаемого" оптически чувствительного материала..

Целью изобретения является повышение п роизводител ь ности. П ол ости модели заполняют жидкимм наполнителем, герметизируют модель, нагружают ее центробежными силами инерции и давлением наполнителя.

Измеряют величину давления и скорости изменения в зависимости от времени и температуры. Нагревают модель до температуры высокоэластичного состояния. По перемене знака скорости изменения давления судят о переходе материала модели в высокоэластичное состояние. Параметры напряженно-деформированного состояния определяют поляризационно-оптическим методом.

Известен также поляриэационно-оптический способ определения напряжений в замораживаемых моделях, заключающийся в том, что модель, геометрически подобную изделию, нагревают до температуры высокоэластичного состояния, выдерживают модель при этой температуре, охлаждают по режиму. заранее отработанному экспериментально, и определяют деформации и напряжения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является поляризационно-оптический способ определения параметров напряженно-деформированного состояния модели полого ротора, заключающийся в том, что полость модели заполня1744450 ют жидким наполнителем (глицерином) герметизируют модель, нагревают модель центробежными силами инерции и давлением наполнителя, нагревают модель до температуры высокоэластичного состояния материала модели, выдерживают модель при этой температуре до выравнивая температур по объему модели, охлаждают модель, просвечивают ее поляризованным излучением, регистрируют интерференционную картину и по ней определяют параметры напряженно-деформированного состояния модели.

Основными недостатками этих способов является необходимость измерения температуры внутри модели для того, чтобы по величине и разности температур снаружи и внутри определить момент полного прогрева и перехода материала модели в высокоэластичное состояние. Температуру измеряют с помощью термопар. Измерения снаружи модели не вызывают затруднений.

Измерения внутри модели требуют изготовления сложных переходных приспособлений для ввода термопар внутрь вращающейся модели. Установка этих приспособлений в модели увеличивает трудоемкость проведения эксперимента и уменьшает точность измерения температуры внутри модели, что приводит к недостаточной точности определения момента полного прогрева и перехода материала модели в высокоэластичное состояние.

Кроме того, перед замораживанием модели на специально изготовленном образце необходимо определение температуры высокоэластичного состояния материала модели или отработки температурного режима замораживания, что также усложняет проведение эксперимента и удлиняет его проведение.

Целью изобретения является повышениее и роизводител ьности путем обеспечения определения температуры высокоэластичного состояния материала на самой модели и определения момента полного перехода материала модели в высокоэластичное состояние посредством использования эффекта значительного увеличения деформаций материала модели под нагрузкой при достижении высокоэластичНОГО СОСТОЯНИЯ.

Поставленная цель достигается тем, что в поляризационно-оптическом способе определения параметров напряженно-деформированного состояния модели полого ротора, заключающемся в том, что полость модели заполняют жидким наполнителем, герметизируют модель, нагружают модель центробежными силами инерции и давлением наполнителя, нагревают модель до температуры высокоэластичного состояния материала модели, выдерживают модель при этой температуре до выравнивания темпе5 ратуры по объему модели, охлаждают модель, просвечивают ее поляризованным излучением, регистрируют интерференционную картину и по ней определяют параметр напряженно-деформированного

10 состояния модели, после нагружения модели измеряют величины давления и скорости изменения давления наполнителя в зависимости от времени и температуры, по перемене знака скорости изменения давления наполнителя судят о переходе материала

15 модели в высокоэластичное состояние, фиксируют стабилизацию давления наполнителя, просвечивание осуществляют после стабилизации давления и полученные данные используют при определении параметров напряженно-деформированного

20 состояния, Пример. Из оптически чувствительного "замораживаемага" материала (ЭД20МГТФА) изготовили модель центробежного полого ротора сепаратора, 25 нагруженного внутренним давлением наполнителя и центробежными силами инерции. Модель выполнили в масштабе 1. 4 к размерам натурной конструкции. Для исследования напряженно-деформированного

30 состояния корпуса ротора мод ль конструкции заполнили жидким напалнителем (глицерином), герметизиравали модель и поместили ее в термастат. Нагрузили модель центробежными силами путем враше35 ния и давлением наполнителя (0,05 кг/см ), Нагрели модель да высокоэластичного состояния материала модели равномерным повышением температуры термастата и измерили давление наполнителя в полости мо40 дели.

Измеренное давление в процессе нагрева в результате различия тепловых расширений модели и заполняющего ее глицерина постепенно повышалась от 0,05

45 при 20 С до 0,10-0,15 кг/см, Однако с достижением материалов модели температуры высокоэластичного состояния деформации от действия внутреннего давления увеличивают на два порядка (модуль

50 упругости материала модели уменьшается на два порядка), что приводит к перемене знака скорости изменения давления наполнителя (глицерина) в полости модели (возрастание давления меняется значительным

55 падением уровня в манометре примерно до

0,05 — 0,1 кг/см2).

Поскольку указанная перемена знака скорости изменения давления наполнителя

1744450 мированное состояние обычными приемами поляризационно-оптического метода.

40

50

Составитель B.Êîñòþ÷åíêî

Редактор В.Клинова Техред М.Моргентал Корректор Т.Малец

Заказ 2186 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 однозначно связана с достижением материалом модели высокоэластичного состояния (увеличение деформаций на два порядка), использование этой зависимости от определения температуры перехода материала модели в высокоэластичное состояние позволяет избежать необходимости предварительной отработки температурного режима замораживания модели, т.е. повысить производительность. При достижении материалом модели высокоэластичного состояния нагрев прекращали и выдерживали модель при этой температуре до момента полного перехода материала модели в высокоэластичное состояние, которое определяли по MQMBHTó стабилизации давления (примерно 0,15 кг/см ) внутри модели, так как снаружи и внутри модели в этот момент устанавливают одинаковые температуры, и дальнейшее изменение давления за счет различных тепловых расширений материала модели и рабочей среды прекращалось, Затем устанавливают требуемое давление наполнителя (0,20 кг/см ). Пределы изменений величины давления внутри модели в зависимости от формы определятюся ее прочностью и могут колебаться от 0,05 до 1 кг/см . Далее модель медленно охлаждали, поддерживая постоянное давление (0,20 кг/см ) внутри модели в процессе охлаждения. Затем после охлаждения до комнатной температуры вращение модели прекращали, а выделение внутри модели снижали и определяли объемное напряженно-дефорФормула изобретения

Поляризационно-оптический способ

5 определения параметров напряженно-деформированного состояния модели полого ротора, заключающийся в том, что заполняют полость модели жидким наполнителем, герметизируют модель. нагружают модель

10 центробежными силами инерции и давлением наполнителя, нагревают модель до температуры высокоэластичного состояния модели, выдерживают модель при этой температуре до выравнивания температуры

15 по объему модели, охлаждают модель, просвечивают ее поляризованным излучением, регистрируют интерференционную картину и по ней определяют параметры напряженно-деформированного состояния модели, 20 отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, после нагружения модели измеряют величины давления наполнителя и скорости изменения давления в зависимости от времени и тем25 пературы, по перемене знака скорости изменения давления наполнителя судят о переходе материала модели в высокоэластичное состояние, фиксируют стабилизацию давления наполнителя, просвечивание

30 осуществляют после стабилизации давления и полученные данные используют при определении параметров напряженно-деформированного состояния.