Способ измерения изгибающего момента

(прототип),ик машиностроителяренса.М., ГНТИМЛ,свидетельство СССР01 ь 1/04, 1978 ДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫВ ОПИСАНИЕ ИЗОБ В ТОРСНОМУ С ВИДВТВЪС(54)(57) СПОСОБИЗМЕРЕНИЯ ИЗГИБФОЦЕГО МОМЕНТА бруса, заключающийся.ЯОА в измерении расстояния между первойточкой измерительного участка и касательной к упругой линии во второйточке этого участка, определении.масштабного коэффициента связи изгибающего момента с линейным рас,стоянием, о т л и ч а ю щ и и с ятем, что, с целью повышения точности и упрощения процесса измерения,дополнительно определяют линейноерасстояние между второй точкойизмерительного участка и касательной к упругой линии в первой точкеэтого участка бруса, а изгибающиймомент определяют умножением масштабного коэффициента на сумму измеренных линейных расстояний.ЕИзобретение относится к приборостроению, а именно к технике измерений нагрузок на силовые элементы конструкции различных устройств. Оно предназначено для измерения изгибающих моментов, возникающих в деталях машин, например в валах.Известен способ измерения изгибающих моментов, заключаюшийся в измерении изгибных деформаций Груса на продольном измерительном; участке: углов поворота и относи. - тельного поперечного перемешения концов бруса в системе координат, жестко связанной с продольной осью недеформированного бруса, через уг-. ловые и линейные перемещения вьтчис.ляют изгибаюшие, моменты 1 .Недостатком известного способа является невысокая точность измерений из-за сложности его, так как требуется регистрация трех параметроя: двух углов поворота и одного линейного перемещения.Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения изгибающего момента бруса, заключаюшийся в измерении расстояния между первой точкой измерительного участка и касательной к упругой линии во второй точке, этого участка, определении масштабного коэффициента связи изгибающего момента с линейным расстоянием 2 .Однако указанный способ, недостаточно точен,и сложен, так как тре+бует определения двух масштабных коэффициентов, а также определениялинейного и углового перемеШения,Цель изобретения - повышение точности и упрощение процесса измерения.Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу измерения изгибающего момента бруса, заключающемуся в измерении расстояния между первой точкой измерительного участка и касательной к упругой линии во второй точке этого участка, определении масштабного коэффициента связи изгибаюшего момента с линейным расстоянием, дополнительно определяют линейное расстояние между второй точкойизмерительного участка и касательной к упругой линии в первойточке этого участка бруса, а изгибающий момент определяют умножением масштабного коэффициента на суммуизмеренных линейных расстояний.На фиг. 1 изображена схема упругой линии бруса с измерительным участком; на Фиг. 2 - консольный брус, нагруженный на конце поперечной нагрузки или моментом; на фиг. 3 - вид сбоку на брус с измерителями расстояний; на Фиг. 4 вид сверху на брус; на фиг. 5 вид вдоль на бруса.,сНа чертежах обозначены упругаялиния 1 1 эруса, касательная 2 купругой линии 1 в точке 1, касательная 3 к упругой линии 1 в точке Ббруса 4, опоры 5 и 6, гибкиесвязи 7, зубцы 8 опор 5 и 6,гибкие перемычки 9, точечные упоры10, штанги 11 и 12, сила Р, приложенная к брусу на расстоянии Ь отточки Ь, изгибающий момент И, база1 О измерения а, расстояние 2 между расчетной заделкой бруса и сечениемприложения внешних силовых факторов, расстояние 6 от точки Б докасательной 2 и расстояние 3 от15 точки Л до касательной 3.Устройство, реализуюшее . предлагаемый способ, содержит два измерителя, расположенных -по бокам бруса. Каждый измеритель содержит набоковой поверхности бруса 4 опоры5 и 6, ориентированные по нейтраль-ной плоскости бруса 4 в точках А иБ на концах продольного измерительного участка длиной а, Опоры 5 и 625прикреплены к брусу 4 гибкими связями 7. Каждая опора 5 и 6 выполнена в виде жесткой двухзубцовой вилки с зубцами-шилами 8, котораядля придания ей устойчивости пластин.чатыми пружинами - гибкими перемычками 9 соединена с точечными упорами10 со скругленными тупыми вершинами.Опора 5 и 6 с зубцами 8 являетсяэквивалентом ножевой опоры. К опоре5 в направлении опоры 6 жестко при35 креплена штанга 11, а к опоре 6 внаправлении опоры 5 - штанга 12,Устройство содержит также не показанные на чертежах в целях их упрощения оптические измерители расстоя 40,ний между опорой 5 и штангой 12,между опорой 6 и штангой 11.Перед проведением измерений определяют масштабный коэффициентК экспериментально или расчетным45 путем.Экспериментально масштабный коэфФициент К определяют следуюшей совокупностью операций: нагружают брус4 известной тарировочной нагрузкойпоперечной силой Р на расстоянии Ьне менее высоты бруса от второй опоры 6 и измеряют расстояния Ьи 8 дмежду штангами 11 и 12 и опорами 5и 6, вычисляют масштабный коэффициент по формуле55МАк = ,6 ц + 6где Ив = р(Ь + а/г),Если в ненагруженном состоянии бруса имеются ненулевые расстояния 5 О и 3 О между60 штангами 11 и 12 и опорами 5 и 6,то масштабный коэффициент вычисляют по формулеф АЬК=1 1 ВО1059452 1 О 15 Фиг Составитель А.СеверинРедактор Ю.Середа Техред М,Костик Корректор О. Билак Подписноа СССРийнаб., д, 4/5 73 нного комите ений и открыРаушская/47 Тирарк 8 ВНИИПИ Государстве по делам иэобрет 113035, Москва, жа л Проектна Филиал ППП "Патент" Ужгоро Ограничение на минимальное рас- стояние 1, накладывают в соответствии с принципом Сен-Венана. Расчетным путем масштабный коэфициент определяют по формулеЕ 1 5Ка Измерение по предлагаемому способу производят следуюшим образом: при нагружении бруса неизвестной подлежащей измерению нагрузкой измеряют линейные расстояние 3 между первой штангой 11 и второй опорой б (между точкой Б на упругой линии 1 и касательной 2 к упругой. линии 1 в точке А) и 3 между второй штангой 12 и первой опорой 5 (между точкойна упругой линии 1 и касательной 3 к упругой линии 1 в точке Ь ) по У нормалям к штангам 11 и 12 (по нормалям к касательным 2 и 3).По результатам измерений расстояний Б и Ь рассчитывают изгибающий момент Мдв в среднем между опорами в поперечном сечении бруса по формуле мдБ к 6 + кбг,Если в ненагруженном состоянии бруса имеются ненулевые расстояния , и бган между штангами 11 и 12 и опорами 5 и б, то изгибающий момент рассчитывают по формулеМ дь = К 6, + Кьг " К В,( - Кго Предлагаемый способ позволяетизмерять изгибающий момент с большейточностью при упрощении процессаизмерения в целом.