Поляризационно-оптический способ определения термоупругих напряжений

Поляризационно-оптический способ определения термоупругих напряжений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ изовюитения

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистичвсинк

Республик iii 861937 (61) Дополнительное к авт. свид-sy (22) Заявлено 02.08.?9 (21) 2832270/25-28 с присоединением заявки М

Э (5 l ) М. Кл;

6 91 В 11/IS

Йеуле етеюп41 иенвтет

СССР во делан нзебретенн11 н ащати11 (23) Приоритет—

Опубликовано 07.09. 81.Бюллетень М 33

Дата опубликования описания 07.09.81 (53) УЯК 531. .781.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

С.Т. Кардаш и Г.А. Наумов (71) Заявитель (54) ПОЛЯРИЗАЦИОННО-ОПТИЧЕСКИЙ СПОСОБ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕРМОУПРУГИХ НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к областй исследования термоупругих напряжений по заданному температурному полю в деталях конструкций с помощью поляризационно-оптического

5 метода.

Известен способ определения темроупругих напряжений, заключающийся в том, что модель изделия, изготовленную из оптически чувствительного материала, нагревают до температуры высоко-эластичного состояния, в модели создают заданный перепад температур, модель медленно охлаждают до комнатной температуры, снимают заданный перепад температур и определяют термоупругие напряжения P ).

Однако известный способ не позво - О ляет определять термоупругие напряжения с высокой точностью из-за большой нелинейности характеристики деформирования оптически чувсгвительного материала вблизи температуры высокоэластического состояния.

Наиболее близким к изобретению является полярнзационно-оптический способ определения термоупругих напряжений в изделии, заключающийся в том, что модель, подобную по форме изделию, нагревают или охлаждают с обеспечением заданных температур н тепловых градиентов, измеряют величину двулучепреломления в модели, по которой определяют напряжения 1.2), Однако обеспечение заданных температур и тепловых градиентов s модели не всегда возможно из-за сложного температурного поля в изделии, представляющем собой многосвязное тело, а также из-за несоблюдения ттолного подобия мощу изделием и моделью, Это приводит к понижению точности определения термоупругих напряжений.

Целью изобретения является иовышение точности определения термоупругих напряжений.

861937

20 где " - у, ц 1 а индексы н м

Для этого изготавливают дополнительные модели, неподобные по форме иэделию, в которых создают перепады температур, соответствующие перепадам температур в изделии, и по величине двулучепреломления в дополнительных моделях определяют величины напряжений, которые суммируют с напряжениями в модели изделия.

Сущность способа заключается в том, что в известном способе операцию создания подобных изделию температур на плоской модели проводят с помощью нагревательных или охлаждающих элементов только для температур по внешнему и внутренним контурам модели изделия. При этом температурное поле в модели неподобно натурному из-за различия в температурных градиентах, которое воз- . никает из-за теплообмена боковых поверхностей плоской модели изделия с окружающей средой. Другое отличие состоит в том, что проводят многократное создание подобных изделию теплоперепадов на плоских дополни-. тельных моделях, неподобных по форме изделию выполненых без концентраторов напряжений. В дополнительных моделях создают перепады температур, соот30 ветствующие перепадам температур в изделии, и по величине двулучепреломления в дополнительных моделях определяют величины напряжений, которые суммируют с напряжениями в модели изделия. М)

Напряжения в изделии О „и определяют по следующей формуле к к.(ТФЗР) у(х> - х) ц1 1 ) ì м

CH 1М О„. К.фO)(7 -К-(УЮТИК.>@ (a)

1 1 1 3М 1,M(11М 1„) И к Оэффици-

-у) б" 1М енты напК ==рг 45

@AM . Ряже йу — условия изделия; — условия модели; — исследуемое изделие; — дополнительные модели; — температурное поле с подобными заданным на изделии перепадами температур.и температурными градиентами, соответствующими про" странственно одномерным задачам теплопроводности

4 (1 ) — температурное поле с

Г подобными заданным на изделии перепадами температур и температур— ными градиентами, полученными экспериментально на дополнительных моделях в условиях теплообмена с окружающей средой по боковым поверхностям модели; (2) — температурное поле с подобными заданным на изделии перепадами температур и температурными градиентами полученными эксперк ентально на модели изделия в условиях теплообмена и с учетом возмущения температурного градиента в окрестнос ) тях концентраторов;

C „ — масштаб приведенных термоупругнх напряжений по температурному прлю (1)

0„ 1

Я х1»

Р1 — приведенные термоупругие напряжения, полученные по замеренной на модели изделия величине двулучепрелдмления при поле темйератур (2) .

Использование изобретения обеспечивает по сравнению с известными способами возможность исследования термонапряженного состояния многосвязных тел у с учетом концентрации напряжений. Кроме этого, способ может быть применен с целью оптимального проектирования изделий, представляющие собой многосвязные тела при действии больших перепадов; температур .

Формула изобретения

Поляризационно-оптический способ определения термоупругих напряжений в изделии, заключающийся в том, что модель, подобную по форме изделию, нагревают или охлаждают, измеряют величину двулучепреломпения в модели, по которой определяют напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точнос ти определения, изготавливают допол5 861 нительные модели, неподобные по форме изделию, в которых создают пере.пады температур, соответствующие перепадам температур в иэделии, и по величине двулучепреломления в дополнительных моделях определяют величины напряжений, которые суммируют с напряжениями в модели изделия.

937 б

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Метод фотоупругости. Под ред.

Г Л. Хесина.М., Стройиздат. 1975, т. 3, с. 215-216.

2. Александров А.Я.,Ахметэянов М.Х.

Поляризационно-оптические методы механики деформируемого тела, M., "Наука", 1973, с. 362-365 .(прототип).

Составитель Б. Евстратов

Редактор Т. Кузнецова Техред М. Рейвес КорректорН. Швыдкая

Заказ 6526/33 .. Тираж 642 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

2 и Х

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