Поляризационно-оптический способопределения напряжений b изделии

Поляризационно-оптический способопределения напряжений b изделии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Рвспублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (u>849004 (61) Дополнительное к авт, свмд-ву (22) Заявлено 190679 (2}) 2782126/25-28 (5!)м. клз с присоединением заявки йо

G 01 В 11/18

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2307.81. Бюллетень Йо 27

Дата опубликования описания 230781 (53) УДК 531. 781. 2 (088.8) (72) Авторы изобретения

М.Н.Дверес и Б.H.Åâñòðàòîâ

Государственный научно-исследовательск машиноведения им.академика A.A.Áëàãoíðàâîâà (71) Заявитель (54 ) ПОЛЯРИЗАЦИОННО-ОПТИЧЕСКИЙ СПОСОБ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИИ В ИЗДЕЛИИ

Изобретение относится к исследованию напряжений в изделиях от действия силовых нагрузок поляризационно-оптическим методом на моделях из "замораживаемого" оптически чувствительногого материал а.

Известен поляризационно-оптический способ определения напряжений от силовых воздействий в изделии, заключающийся в том, что из изделия выделяют элемент сложной формы, содержащий участки приложения нагрузки, для соответствующего ему элемента модели подбирают форму и тип нагружения, позволяющие совместить его после "замораживания" с осталь- ной частью модели, "замороженный" элемент склеивают с остальной частью модели, которую затем "размораживают" и определяют напряжения (1j.

Недостатком этого способа является то, что не указан алгоритм для выбора формы, зависящей от деформиро-. ванного состояния элемента, и вид 25 нагружения "замораживаемого" элемента. Поэтому способ может быть применен только в отдельных частных .случаях задач, когда для элемента существует решение теории упругости 3О для определения деформированного состояния и вида нагружения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является поляри3ационно-оптический способ определения напряжений от действия объемных сил в изделии, заключающийся в том, что из оптически чувствительного материала изготавливают элементы модели изделия, "замораживают".в них начальные напряжения от давления объемных сил между поверхностью модели и каждым элементом, склеивают элементы в модель "размораживают" эту модель и определяют напряжения в изделии f2) .

Однако по этому способу напряжения от объемных и поверхностных нагрузок определяются на "размораживаемой" модели изделия не полностью, а с точностью до напряжений от самоуравновешенной поверхности нагрузки, равной разности между заданной и дополнительной нагрузок от давления объемных сил. Эту нагрузку надо приложить непосредственно к поверхности модели при "размораживании", что понижает точность и требует применения сложных нагрузочных устройств.

849004

Цель изобретения — обеспечение определения напряжений, возникающих в изделии от действия поверхностных нагрузок.

Поставленная цель достигается тем, что в элементах "замораживают" начальные напряжения от давления поверхностных нагрузок, затем элементы склеивают между собой в единый блок, включающий в себя симметрично располо.женные относительно. друг друга две модели иэделия.

На фиг. 1 показано изделие с действующимИ на него нагрузками F„. + Р„; на фиг. 2 — модель для определения напряжений от нагрузки F„ + P„ + Р; на фиг. 3 — то же с нагрузкой -Р;, на фиг. 4 — блок, включающий в себя симметрично расположенные относительно друг друга две модели изделия.

Способ осуществляется следующим образом.. 20

Действие объемных сил F и уравновешивающих их поверхностных нагрузок (фиг.1) воспроизводится путем разделения изделия на элементы и создания в них несовместных дефор- 25 маций. Помещают изделие в параллелепипед 0 4 < а,, где („- координата, 1 а ° — координата плоскости параллеле1 пипеда, и вводят для каждой плоскости „= х, где х — координата интегрирования напряжения Р,. х„.

- (F d (- P. от давления объемных (71 и г оверхйостных нагрузок. Тогда для каждого выделенного из иэделия элемента в виде параллелепипеда х;с $ < х,- нагрузка Г1. уравновешиваетI . .ц ся йапряжениями на его гранях Р;(x„ ) и Р; (х", ), а к иэделию дополнительно при кла.цывают самоуравновешенную поверхностную нагрузку P = Р„(а„ ).

Считая приближенно нагрузку F„" в эле- 40 менте приложенной по одной из двух параллельных граней, устраняют в элементах деформации or напряжений

Р;(x,.) с помощью давлений - Р„ (x, ) н глойолитно соединяют элементй в

45 изделие. Снимают эти давления и получают напряжения и деформации от объемной и поверхностной нагрузки

F„ + Р„- + P;, отличающейся от заданФ ной на величину P„.. Исходную поверхностную нагрузку Р„ прикладывают по разные стороны изделия, а нагрузку -Р— по одну его сторону (фиг.3).

В силу его самоуравновешенности, деформации затухают вблизи участка ее приложения. Поэтому иэ элементов, в.которых предварительно "заморожены" напряжения -Р„(х ) от давления поверхностных нагрузок -Р» склеивают единый блок, включающий симметрично расположенные относительно друг дру- 40 га две модели изделия (фиг.4). 3атем определяют напряжения в изделии, выполненном в виде цилиндра 1 с нагрузками F3 + Pi (фиг.1). Основную модель для определения напряжений от нагрузки F„ + P„ + P; 2) склеивают из четырех элементов — внешнего недеформированного элемента 2, и трех цилиндрических элементов 3-5 и "замороженных" прн осевых напряже> P. F„з P1 F„+F Р.

У .1 11 определения напряжений от йагруэки

-Р» (фиг ° 3) изготавливают единый блок (фиг.4), включакщий в себя симметрично расположенные относительно друг друга две модели 9 и 10 изделия.

Блок склеивают из трех элементов, т.е. внешнего 6, среднего 7 и внутреннего 8 цилиндров, "замороженных" при осевых напряжениях -P>, -P>, -Р„

Затем обычными приемами поляризационно-оптического метода определяют напряжения и добавляют к ним величины напряжений, "замороженных" в элементах.

Предлагаемое изобретение позволяет определять напряжения в изделии, возникакщие как от объемных, так и от поверхностных нагрузок, что также позволяет повысить точность и избежать применения сложных нагрузок устройств. Определение напряжений в объектах сложной форгы во многих случаях эффективнее поиска аналитических решений задач теории упругости и численных расчетов на ЭЦВМ.

Формула изобретения

Поляризационно-оптический способ определения напряжений в изделии, заключающийся в том, что из оптически чувствительного материала изготавливают элементы модели изделия, "замораживают" в них начальные напряжения, склеивают элементы в модель, "размораживают" эту модель и определяют напряжения в изделии, отличающийся тем, что, с целью обеспечения определения напряжений, возникакщих в изделии от действия поверхностных нагрузок, в элементах "замораживают" начальные напряжения от давления поверхностных нагрузок, затем элементы склеивают между собой в единый блок, включающий в себя симметрично расположенные относительно друг друга две модели изделия.. !

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Труды Vll Всесоюзной Конференции по поляризационно-оптическому методу исследования напряжений. т.1, Таллин, 1971, с. 187-.189.

2. Авторское свидетельство СССР 9672477, кл. G 01 B 11/18, 1976 (прототип).

849004 фиг. 1 фиг. 2

Фиг 3

Эаюсаз 6076/53 Тираж 642. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,, 4

Составитель Н ..Ужов

Редактор О.Черниченко Техред A.À÷ . . Корректор Ю.Макаренко