Способ измерения деформаций

Способ измерения деформаций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОР СКЬМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик («) 887922 (81) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 31.03.80 (2т) 2903130/25-28 (53)M. Кп.

C 01 В 11/16 с присоединением заявки М

3Ьеударетеены6 квинтет

СССР ао делен кзебретеник и етерытнй (23) Приоритет (53) УДК 531.781 .2 (088.8) Опубликовано 07.12.81. Ввллетень,Ре 45

Дата опубликования описания 09.12-81 (72) Авторы изобретения

P. Л. Салваник, Б. С. Ринкевичюс, Е. B. Черствов, А. Н. Мохель, А. В. Толкачев и Ю. В. Сидор 3 (71) Заявитель

Институт проблем механики АН СССР (64) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ т, ) 32,(. а з <

Изобретение относится к измерительной технике, а более конкретно к измере,нию деформаций оптическими методами.

Известен способ измерения деформаций, заключающийся в том, что объект осветца-. ют когерентным монохроматическим излучением, регистрируют излучение фотопри емником и определяют деформации 1 .

Однако, этот способ обладает низкой точностью измерений, так как измеряется только одна компонента перемещений.

Наиболее близким по технической сущ, ности является способ измерения деформаций, заключающийся в том, что:направляют на объект пучок когерентного излучении

15 и регистрируют излучение:,оптическим гетеродином t23

Основным недостатком этого способа является измерение деформаций в фикси,рованных точках, что не паэволяет определять поле деформаций.

Цепью данного изобретения является повышение точности измерений.

С этой целью периодически деформируют объект, зондируют его излучением . по характерным точкам, фиксируют экстре мальные значения частоты Допплера для каждой точки и определяют поле квазистатических деформаций по формулам:

I ll х кЬ yxy

0 л,32, 32,., т (- K+ig - И Гх т

g =ФД - - = о 9 Т (- Й- ц )

К 5х K(57, ) где K,Kу Я,E Я,K — компоненты поля деформаций;

Я,,Q, Я - частота Допплера;

К11, - единичные векторы излучения; — текущее время;

Т вЂ” время измерения.

На чертеже изображена структурная схема устройства для реализации способа, Устройство состоит из источника 1 когерентного излучения и установленных по ходу оптического пучка отражающих зер-кал 2, 3 сведения пучка, оптической фокусирующей системы 4, полупрозрачного зеркала 5, фотоприемника 6 и электронной схемы 7 обработки сигнала.

Способ осуществляется следующим об- разом.

Пучок когерентного излучения от источника 1 направляется на модель изделия

8, выполненную из оптически прозрачного материала.

При периодическом нагружении иэделия 8 силой Р, компоненты вектора скорости

U, V, Ф могут быть выражены через компоненты вектора смещения: о" у

87. я д дь где Х, ; Z. — компоненты вектора смещения вдоль соответствующих осей.

Часть излучения, прошедшая через модель изделия, приобретает Допплеровский сдвиг частоты, который определяют как:

Q.,=+ k„u Я. =+ YY. Яр-t p

Это излучение с помощью оптической системы 4 и зеркала 2 направляется на по« лупроэрачное зеркало 5, где взаимодействует с опорным пучком, который направляется на зеркало 5 зеркалом 3. При взаимодействии пучков излучения выделяется Доппелеровский сдвиг частоты, который регистрируется фотоприемником 6 и электронной схемой 7 обработки сигнала.

Определяют максимальное значение этой частоты для каждой из характерных точек и вычисляют деформации по соответствующим осям (для случая малых деформаций) по формулам:

Т т

E - ) й,, E У, + й,, х к„з > t к„з к„а

Т, ай а о

Т 4

"ьЪ

О где фууб Фх,Е,Е Х вЂ” компоненты поля деформаций;

Й Я,ЯЗ вЂ” частота Допплера;

К,К,К вЂ” единичные векторы излучения; — текущее время;

T - время измерения.

Применение предложенного способа по-, зволяет йовысить точность определения деформаций, так как исключается погрешность при нанесении базовых точек, а поле деформаций определяется по всему объ ему модели.

Формула изобретения

Способ измерения деформаций, заключающийся в том, что направляют на объект пучок когерентного излучения и регистрируют излучение оптическим гетеродином, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, периодически деформируют объект, зондируют его излучением по характерным точкам, фиксируют экстремальные значения частоты Допплера для каждой точки и определяют поле ква зистатических деформаций по формулам:

Т T

Т Т р 8RQ g 1 ЮЯ З «a„ Y. a

О О т

О О где,ЕуЪ „„ И, E уХ - компоненты поля деформаций;

Qg iQg 3 i rora Допплера

К„, К, g - единичные векторы излучения;

- текущее время;

Т - время измерения.

Источники информации, принятые во внимание д экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 172064, кл, С, 01 Н 11/00, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

34 545856, кл. Gi 01 В 11/16, 1964 (прототип).