Поляризационно-оптический способ определения температурных напряжений в изделии

Поляризационно-оптический способ определения температурных напряжений в изделии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

7693IS (61) Дополнительное к авт. свил-ay— !

22) Заявлено 24.07.78 (21) 2647270, 25-28

I 51) Ч К а.з 6 01 В 11/18 с пр исоединением заявки— (23) Приоритет—

Государственный комитет по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень х 37 (53) УД1, 531..781,2 (088.8) (45! Дата опубликования описания 10.11.80 (72) Авторы изобретения

М. Н. Дверес и Б. H. Евстратов

Государственный научно-,исследовательский институт машиноведения имени академика А. А. Благонравова х (71) Заявитель (54) ПОЛЯРИЗАЦИОННО-ОПТИЧЕСКИЙ СПОСОБ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

В ИЗДЕЛИИ

Изобретение относится к исследованию температурных, напряжений поляризационно-оптическим методом,на моделях,из «за мораживаемого» оптически чувствительного:материала.

Известен способ определения температурных напряжений на;модели из оптически чувствительного материала, обладающего свойством «за мораживани я» и «размораживания», который заключается в том, что модель, пеаметрически подобную изделию, 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 11).

Недостатком этого способа является то, что он не позволяет определять температурные напряжения для пр ехмерного темпе:ратурного поля на существующих оптичес|си чувствительных материалах, несжимаемых при «замораживании», та к как из-за этого,не. могут быть созданы и «заморожены» по всему объему элементов модели свободные температурные деформации, ка к этого пр ебует способ.

Наиболее близким к изобретевию по технической сущности является поляризационно-оптический способ определения температурных напряжений ia,изделри, заключающийся в том, что изготавливают элементы модели изделия,из апт1ически чувЬ ствительного .материала с размерам и, соответствующими температурному полю модели, деформируют элементы и «заморажпвают» по их присоединяемым поверхностям перемещения материала, соединиют элеменIp ты, «размораживают» модель и определяют температурные напряжения (2).

Этот способ не содержит указаний, как создать заданные перемещения. Чоделирование может быть практически осуществлеIs но путем приложения к элементам при «замораживании» сложно распределенных поверхностных напрузок, определяемых температурным полем в модели, однако это связано со значительныии техническими

20 трудностями ввиду неравномерности нагрузок. Это не позволяет обеспечить создание и «замораживание» по присоединяемой поверхности элементов заданных перемещений с необходммой точностью, а также тре26 бует разработки сложных специальных нагрузочных приспособлений. Это не позволяет определять температурные напряжен ия с достаточной точностью.

Цель изобретения — повышение точЗС ности определения.

769318 нижнем торце элемента 8 по нормали к,нему будут «заморожены» вынужденные осевые перемещения (прогиб присоединяемой поверхности) (фиг. 4). При этом отличие в перемещениях по .нижнему и верхнему торцам состоит в том, что благодаря при.клеенной к н ижHPMó торцу фольге 4,в,Hем

«за йораживаются» радиальные перемещеяия, пропорциональные расстоянию от оси, что не обеспечивается по верхнему торцу (фиг. 4). Затем измеряют форму прогиба присоединяемой поверхности часви модели по элементу 8 и по этой форме изготавливают пуансон 5 (фиг. 5). Эпим пуансоном нагружают присоединяемую - повврхность элемента 2 через приклеенную;к нему фольгу 4 (фиг. 5) и пр|и этой .нагрузке элемент

«замораживают». Затем фольгу отсоединяют и элемент 2 приклеивают к части модел и (элементы 1 и 8), в результате чего получается полная модель (фиг. 6), которую .затем «разморажи вают» и определяют напряжен и я обычными приемами поляризационно-оптического метода.

Применение способа дозволяет .повысить точность определени я тврмоупругих напряжений в изделиях, IB03HHкающих от трехмерных полей температур ил и наличия включений,из материала с друпим коэффициентом теплового расширения. !

Формула изобретеH;rs

Поляризационно-оптический способ определения темпе ратурных напряжений в изделии, заключающийся в том, что изготавливают элементы модели;изделия из оптически чувствительного материала с размерами, соответствующими температурному полю модели, деформируют элементы и

«за моражявают» по их присоединявмьгм поверхностям первмещвни я материала, соедин яют элементы, «раэмораживают» модель, я определяют температурные напряжения, о т л и ч а ю щ я и с я твм, что, с целью по вышения точности определвния,,после язготовлен ия элементов к присоединявмым поверхностям каждого из них прикрепляют металлическую фольгу, после «замораживания» предыдущих элементов,изготавливают пуансон по форме присоединяемой поверхности части, модели, посредством, которого нагружают присоединяемую поверх,ность элемента с фольгой, ка|ждый элвмен дополнительно «замораживают», отссвдин яют фольгу и присоединяют элемент к части модели.

Источиикя,информация, принятые зо внииание при экспвртизе:

1. Метод фотоу пругости. Под ред.

Г. Л. Хесина. Т. 3, М., Ст ройлздат, 1975, с, 179, 246.

2. Авторское свидетельство СССР № 636475, кл. G 01 В 11/18, 1976 (прототип).

3

Это достигается твм, что:после .изготовлен ия элементов к присоединяемым поверх ностям каждого из них прикрепляют металлическую фольгу, после «замораживаняя» предыдущих, элвмвнтов,изготавливаю г пуансон по форме присоединяемой поверхности части мод ели, посредством которого

:нагружают присоединяемую поверхность элвмента с фольгой, каждый элемент до полнительно «зайораживают», отсоединяют 10 фольгу и присоединяют элемент к части модели.

На фиг. 1 — 6 показана реализация способа,на примере определения тврмоупругих напряжений в осесимметр ичном изделии элвменто.м,,нагретым на ЬТ.

Из олвичвски чувствительного иатериала изготавливают элементы 7 и 2 модели по исходным размерам, а элемент 8 по .размерам, соответствующи м его нагретому состоян ию прп темпвраФуре ЬТ (см. фят. 1

2). П

). При этом его д иа метр. и высота превышают соответствующие размеры отверсвия н элементе 2 на величииу свободного темпвратурного расширения, Ввктор перемеще- 25 иий по присоединяемой поверхности (как получавмых в части модели, так я созда Вавмых В элементах), разделяют на д ве составляющих: два первмещвн ия вдоль присоединяемой поверхности, соответствую- 3î щие температурной двфорыации этой по,верхности при заданно м температурном поле (температурное расширение присоединяемой поверхности),:и третье — нормальное к этой поверхности, определявмое, кроме 35 того, «замороженными» перемещениями части модели, и приводящее к искривлению формы этой поверхности (прогиб прясое емои поверхности). Температурное расширение присоединяемой поверхности эле- 40 ,ментов 2,и 8 создают путем прикрепления е ней металлической фольги 4, обладающей значительной жесткостью вдоль ее по ости (и податливой по,нормали к ней), и последующего «замораиивания» этих пе - 45 щений за счет разности коэффициентов теплового расширения материалов модели и варьирования температуры прикрепления фольпи 4 (фиг. 3). Пр иклейку фольги 4 к элементу 2 осу|щвствляют,rro температурному режиму, обеспеч ивающвму «за;мораживание» нулевых радиальных перемещений .по приклейке.;Выбор .режима приклейкн фольги к элементу 8 обеспечивает «замораживан ие» в нвм по внешней цилпндриче- 5З ской поверхчости так их:радиальных и осевых перемещений, ноторые приводят его диаметр и,высоту,к исход ному ненагрето-! му состоянию благодаря,различию коэффициентов. теплового расширения материалов элемента и фольги, а также кольцевой и осевой жесткоcTlH frrHJIиндрического участка фольги. Однако из-за неизменности объема элемента 8 прои «замораиивании»,п боль, шой податливости участка фольги 4,на

769318 фиг. 4

Составитель А. Босой

Корректор С. Файн

Текрсд И. Пенчко

Редактор С. Титова

Заказ 1230/1340 Изд. ЛЪ 475 Тираж 310 Подписное

1-1ПО <Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип . Харьк. фил. пред. <Патент»

1 ф ы 0