Способ определения перемещения элемента конструкции под нагрузкой

, 1394 ИО 51) 4 О 01 И 19 04 4163809/25-28 06,11,8607.05.88. Бюл. Р Ставропольский п итехнический ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ институт(56) Авторское свидетельство СССР Ф 879299, кл. 0 О 1 В 17/04, 1980.Авторское свидетельство СССР Мф 393406, кл, О 01 В 17/04, 1971.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЭЛЕМЕНТА КОНСТРУКЦИИ ПОД НАГРУЗКОЙ (57) Изобретение относится к расчетно-экспериментальным методам определения зависимости между нагрузкой и перемещением и может быть использовано для определения перемещения пластин без испытаний реальной конструкции по результатам испытания ее моделиЦель изобретения - снижение трудоемкости способа для элементов конструкции в форме пластин, нагруженных равномерно распределенной нагрузкой. Это достигается экспериментальнымопределением резонансной частоты колебаний модели, изготовленной по критериям геометрического подобия излюбого изотропного материала и закрепленной подобно исследуемому элементу, и последующим расчетом перемещения как линейной функции от равномерно распределенной нагрузки сучетом толщины модели, плотности,модуля упругости и коэффициента Пуассона материала модели элемента, атакже соотношения площадей элементаи модели, Модель возбуждают импульсной ударной сосредоточенной нагрузкой, а колебания воспринимают с помощью пьезоэлектрического датчика перемещений какой-либо точки моцели. Способ позволяет избежать необходимостииспытаний под чагрузкой реальной конструкции и снизить трудоемкость эксперимента за счет изготовления модели в любом удобном масштабе из легкообрабатываемых материалов.Изобретение относится к измерительной технике а именно к расчетноэксперяментальным методам определения зависимости между нагрузкой и пе 5 ргмещением, и может быть использованс для определения перемещения без испытаний реальной конструкции по ее модели.Целью изобретения является снижение трудоемкости способа для элементов конструкции в форме короткихпластин, нагруженных равномерно . распределенной поперечной нагрузкой.В качестве исследуемого элемента используют изготовленную по критериямгеометрического подобия модель элемента конструкции, закрепляют ее по добно исследуемому элементу, а пере мещение определяют по собственной 211 частоте колебаний с учетом толщины моделя, плотности, модуля упругости я коэффициента Пуассона материала модели и модуля упругости и коэффициента Пуассона материала исследуемого элемента, а также соотношения площадей элемента и модели.Способ осуществЛяют следующим образом,Из любого выбранного по соображе- ЗОниям технологичности обработки изотропного материала, например алюминиевого сплава, изготавливают модель исследуемого элемента в форме пластины,в которой выдерживают постоянное значение критериев геометрического подобия, т.г. одно и то же отношение между длиной элемента и длиной модели,шириной элемента и шириной модели,толщиной элемента и толщиной модели.Закрепляют полученную модель, такжеимеющую форму пластины, подобно ис-:следуемому элементу, т.е. с сохранением характера заделки (жесткая, шарнирная и т.п.) и относительной длиныпериметра пластины, закрепленной таким образом. Затем в модели возбуждают поперечные колебания на резонансной частоте, например импульсной сосредоточенной нагрузкой, и измеряютях частоту, например, с помощью пьезоэлектрического датчика перемещенийкакой-либо точки модели.Искомая зависимость между перемещением исследуемого элемента конструкции и разномерно распределеннойнагрузкой является линейной функциейнагрузки и может быть найдена с учетэи толщины модели, плотности, иодуля упругости и коэффициента Пуассона материала модели и модуля упругости и коэффициента Пуассона материала исследуемого элемента, а также соотношения площадей элемента и модели по Формуле158 11 м Ем (1-1 м) Р- " ";7 , чк где Ч - перемещение исследуемого элемента конструкции под равномерно распределенной поперечной нагрузкой 1;резонансная частота колебанийммодели, измеренная при эксперименте;1 - толщина модели;у, - плотность материала модели; Е,Км - модули упругости материаловисследуемого элемента и модели;д - ускорение свободного падения; р, р - коэФфициенты Пуассона материалов исследуемого элементаи модели;Ь - высота исследуемого элемента; Р,Г- площади исследуемого материала и модели.Предлагаемый способ позволяет определять перемещение исследуемых элементов конструкции в форме коротких пластин (д ,/Ынн)=25 под действи - ем равномерно распределенной поперечной нагрузки без изготовления самого элемента или его нагружения после соответствующего закрепления по периметру в заданных точках. Малая трудоемкость изготовления модели из любых изотропных и технологически приемлемых материалов в сочетании с простотой реализации эксперимента на модели обеспечивают снижение трудоемкости способа по сравнению со способами испытаний реальных конструкций, Способ применим для пластин любой Формы и любой конфигурации и любого характера заделки пластины.Формула изобретенияСпособ определения перемещения элемента конструкции под нагрузкой, заключающийся в том, что в исследуемом элементе возбуждают колебания на резонансной частоте, измеряют частоту и по ее величине определяют перемещение, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения трудоемкости способа для элементов в форме1394110 Составитель Н, ТимошенкоРедактор Г. Волкова Техред Л.Сердюкова Корректор М.Максимишинец Заказ 2214/40 Тираж 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 коротких пластин, нагруженных равномерно распределенной поперечной нагрузкой, в качестве исследуемогоэлемента используют изготовленнуюпо критериям геометрического подобиямодель элемента конструкции, закрепляют ее подобно исследуемому элементу а перемещение определяют с учетомплотности, модуля упругости и коэффициента Пуассона материала моделии модуля упругости и коэффициентаПуассона материала исследуемого элемента, а также соотношения площадейи толщин элемента и модели.