Способ измерения шероховатости

СООЗ СОЕЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК цвЯОа 14 438 А 1(21) (22) (46) (72) (53) л, У 28В.Н.Шманен88.8)идетельство1 В 13/22,СССР 977. АТОСТИ измериисполь остиизобре Об УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИИ Н АВТОРСИОМУ СВИ 4159337/25- 21,07.86 30.07.88. Б В.И.Шкатов 531.717.1 (6) Авторское с647556, кл. С(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ШЕРОХО (57) Изобретение относится к тельной технике и может быть зовано для контроля шерохова анизотропных материалов. Цель тения - повышение точности измеренияпри больших скоростях потока путеминтегральной оценки взаимодействияобразца с потоком газа или жидкости.Контролируемый и эталонный образцыобдувают потоком газа или жидкости,термостатируют их поверхности, измеряют разности сил трения и тепло"вых потоков от них и по этим разностям и зависимостям трения и тепловыхпотоков от шероховатости определяютэквивалентную песочную шероховатость1 з.п.ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля шероховатостианизотропных материалов, напримеруглеродных композитных материалов.Цель изобретения - повышение точности измерения при больших скоростях потока путем интегральной оценкивзаимодействия образца с потокомгаза или жидкости.На чертеже изображено устройстводля реализации предлагаемого способа.Устройство содержит корпус 1,основания 2 и 3 для размещения эталонного образца 4 и контролируемогообразца 5 соответственно, измерительное коромысло 6, связанное упругимисвязями 7 с основаниями 2 и 3, датчик 8 силы, привод 9 коромысла и подвеску 10, Образцам 4 и 5 придана одинаковая округлая форма, что облегчает поворот контролируемого образца5 по стрелке А (в плоскости чертежа).Корпус 1 имеет форму клина, эаостренного навстречу потоку Ч, причемплоскость с основаниями 2 и 3 совпадает с плоскостью движения потока(плоскостью чертежа),Приводом 9 создают заданную силу 30поджатия оснований 2 и 3 к корпусу1, направляют вдоль образцов 4 и 5поток газа или жидкости и определяют положение образца 5 относительнонаправления движения потока Ч, например по риске на образце. Под дейст 35вием сил трения потока об образцыпредварительное поджатие основанийк корпусу меняться. С помощью датчика8 измеряют разность сил трения, Контролируемый образец 5 поворачивают40в плоскости движения потока в новоеположение, которое определяют относительно направления Ч движения потока,и по в то ряют измерение разно сти силтрения. Степенчатый поворот образца 45и измерение повторяют до получениямаксимальной и минимальной сил трения.Су - АС,М(К+) + В 3,(1)50 где К = " - фр - местное число"шйР Рейнольдса, захарактерный размер в которбмвзята высота эле 55ментов песочнойшероховатости;А и В - эмпирические константы; С - коэффициент сопротивления гидравлически гладкой поверхности(известная величина).Если при измерениях окажется, что разность сил сопротивления трению испытуемого и эталонного образцов равна нулю, то в этом случае будут равны и их осредненные по Я коэффициенты сил трения (Гт = С ЙЯ), поРэтому эквивалентные параметры шероховатости испытуемого образца совпадают с эталоном.При наличии измеренной конечной величины силы ЯГ из уравнения (1) получим (при условии равенства площадей образцов) Е (К )(К ) Р тР эт (е 1,эт троВгде Р =СЕ ЙЯ - известна,Так как вид функции Г (К ) извесетен (например, Й(К ) = 1 пКе "4 Ь веР Ъ- 2,3), то иэ формулы (2) можноаналитически вывести значение исоответствующее эквивалентной песоч"ной шероховатости.Для повышение точности определения шероховатости в процессе измерения термостатируют внешние поверхности образцов 4 и 5, например подогревают с помощью кварцевой лампы(не показана) по показаниям, например, инфракрасных дистанционных датчиков температуры (не показаны) иизмеряют разности тепловых потоковот них, например с помощью калориметров (не показаны). По этим разностям с помощью зависимостей, аналогичных формуле (2), уточняют интегральное значение песочной шероховатостиконтролируемого образца,Параметры эквивалентной песочнойшероховатости эталонного образцавыбирают таким образом, чтобы коэффициент силы трения его заведомолежал в диапазоне изменения коэффициента трения Сконтролируемогошобразца,Интегральный характер зависимостей сил трения тепловых потоков образцов от шероховатости их поверхности позволяет с высокой точностьюопределить эквивалентную песочнуюшероховатость контролируемого образ3 141348 4. ца и, кроме того, при необходимости - пенчато поворачивают в плоскости все локальные характеристики шерохо- движения потока газа или жидкости, ватости, осредненные по характерной . определяют положение образца относи- площадиБ поверхности образцов, тельно направления движения потока найденной из испытаний по значению и в каждом положении измеряют раз 5среднего периода структуры шерохова- ность сил трения потока о контролирутости (Д)емый и эталонный образцы, находятположения контролируемого образца с Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и я 10 максимальной и минимап ной разностями сил трения и по ним определяютизменение эквивалентной песочнойшерохов ато сти Составитель В. ГордеевТехред А.Кравчук Корректор В.Бутяга Редактор А,Маковская Заказ 3782/41 Тираж 680 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 1. Способ измерения шероховатости, основанный на измерении параметров взаимодействия контролируемого и эталонного образцов с потоком газа 15 или жидкости и определении по их значениям параметров песочной шерохо- ватости, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения при больших скоростях потока, контролируемый образец сту 2, Способ по п.1, о т л и ч а ю "щ и й с я тем, что термостатируютвнешние поверхности эталонного иконтролируемого образцов, измеряютразности тепловых потоков к ним иучитывают эту разность при определе"нии шероховатости.