Способ определения внутренних напряжений в ограниченных жестким контуром элементах статически неопределимых конструкций

СОЮЗ СО 8 ЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК(19) 114 СО 3 НИЯ ЬСТВУ АВ ельство СССР /30, 1936, мации в деталях д. Н.П.Пригоровтвенное научноство машиноуры, 1961, с.400 ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРетений и ОткРытий САНИЕ ИЗОБ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ нАЛРяжений в ОГРАниченных жестким . КОНТУРОМ ЭЛЕМЕНТАХ СТАТИЧЕСКИ НЕОПРЕДЕЛИМЫХ КОНСТРУКЦИЙ (57) Изобретение относится к способам определения внутренних напряжений. Цель изобретения - снижение трудоемкости и предотвращение разрушения конструкции при .испытаниях, что достигается путем поочередного равномерного ступенчатого нагрева каждого из элементов, измерения перемещения в направлении. возможного прогиба элемента и его температуры после каждой .ступени нагрева и учета результатов совместного измерения температур и1421979 15 25 30 35 перемещений при определении внутренних напряжений в каждом элементе.Вследствие этого напряжения совокупно характеризуются прогибами элементана всех ступенях нагрева, а при увеличении нагрева на последующей ступени прогнозируется возможность получения прогиба, превышающего допустимый для данного элемента по критериюпрочности прогиб. Такие режимы исключаются из числа осуществляемых наконструкции режимов нагрева, Измерение перемещения элемента, напримерпластины 1, осуществляют датчиком 4,1Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способамопределения внутренних напряжений вограниченных жестким контуром элементах конструкций типа стержней илипластин, и может быть использованодля определения внутренних напряжений в статически неопределимых конструкциях.Цель изобретения - снижение трудоемкости и предотвращение разрушенияконструкции в процессе испытаний,Цель достигается, путем поочередного равчомерного ступенчатого нагревакаждого из упомянутых элементов, измерения перемещения в направлениивозможного прогиба элемента и еготемпературы после каждой ступени нагрева, и учета результатов совместного измерения температур и перемещений при определении внутренних напряжений в каждом элементе, вследствие чего эти напряжения совокупно характеризуются прогибами элемента навсех ступенях нагрева, а при увеличении нагрева на,последующей ступенипрогнозируется возможность полученияпрогиба, превышающего допустимыйдля данного элемента по критериюпрочности прогиб, и такие режймы исключаются из числа осуществляемых наконструкции режимов нагрева, элементов,На чертеже представлена схема осуществления способа на ограниченной а температуры - датчиком 7, Могут устанавливаться дополнительные датчики5 и 6 перемещения на краях пластины1 и датчики 8, 9 и 10 температуры дляпроверки жесткости контура и равномерности нагрева элемента, Нагревосуществляют электричеоким нагревателем 12, а датчики защищают от воздействия теплового излучения экранами 11,Способ позволяет снизить трудоемкостьиспытаний за счет меньшего числа одновременно используемых датчиков игарантировать сохранность конструкциипри нагружении, 1 ил,2жестким контуром пластине, являющейся элементом сложной конструкции из многих таких элементовСпособ осуществляют следующим об разом.На исследуемый элемент - пластину 1 статически неопределимой конструкции 2, ограниченный жестким кон.туром, напримерна пластину (на чер теже показан продольный разрез пластины) в точке возможного прогиба на независимом от конструкции 2 непод-вижном основании 3, являющемся базой отсчета при измерении перемещения,устанавливают датчик 4 перемещения,ориентированный в направлении возможно прогиба, например, по нормали к поверхности пластины 1. Для проверкижесткости ограничивающего контура ана 20 логичные датчики 5 и 6 перемещениямогут быть установлены в точках на краях пластины 1, и при выполнении указанного условия они не должны показывать перемещения краев пластины1 относительно неподвижного основания 3. Для измерения температуры плас.тины 1 на нее в зоне установки датчика 4 перемещения устанавливают дат-,чик 7 температуры, например терморезистор или термопару, Для проверки выполнения условия равномерного нагрева элемента аналогичные датчики 8-10 температуры могут быть установлены с противоположной стороны пластины 1 и:по ее периметру. Все датчики защиформула изобретения Составитель Н. ТимошенкоРедактор В. Бугренкова Техред А.Кравчук Корректор М, Пожо Подписное Заказ 4414/36 Тираж 680ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 3 14219шают от действия теплового излучениясоответствующими тепловыми экранами11 выполненными, например, иэ асбеста. На небольшом расстоянии от по.5верхности элемента (пластины 1) устанавливают,электрический нагреватель. 12, после чего приступают к проведе, нию эскперимента.Нагрев пластины 1 осуществляют 10ступенями, постепенно увеличивая температуру пластины на 10-15 на каждойследующей ступени, После выдержки накаждой ступени регистрируют показания всех датчиков перемещения и температуры, установленных на пластине.Всего предусматривают 3-5 ступенейнагрева, причем перед переходом наследующую ступень прогнозируют величину прогиба и сравнивают ее с предельно допустимой для данного элемента. Это позволяет предотвратить разрушение элемента конструкции при испытаниях.Для определения внутренних напря бжений строят графики зависимости перемещения от температуры элемента ипо соотношениям теории упругостиопределяют начальные условия - внутренние напряжения и начальный прогиб 30элемента,Использование предлагаемого спосо.ба позволяет снизить трудоемкостьпроцесса испытаний, так как каждыйэлемент контролируется независимоминимальным числом датчиков. Крометого, температурные напряжения в статически непоределимых конструкциях,в отличие от механических, не приводят к разрушению конструкции, так 40 794как при увеличении прогиба они дают не столь сушественное приращение внутренних напряжений, а ступенчатый характер нагружения позволяет своевременно отказаться от недопустимых с точки зрения прочности режимов температурного нягружения, Способ обеспечивает более высокую точность измерения благодаря использованию большего массива данных по каждому элементу, полученных в идентичных условиях при разных нагрузках. Способ определения внутренних напряжений в ограниченных жестким контуром элементах статически неопределимых конструкций, заключающийся в том, что на каждый элемент устанавливают датчик перемещения, нагружают конструкцию заданной нагрузкой измеряют перемещение каждого элемента и по этим данным определяют внутренние напряжения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения трудоемкости и предотвращения разрушения конструкции в процессе испытаний, конструкцию нагружают путем поочередного равномерного ступенчатого нагрева каждого из упомянутых элементов, перемещение измеряют в направлении возможного прогиба элемента; одновременно измеряют температуру каждого элемента после кажрой ступени нагрева,а результаты совместного измерения температур и перемещений учитывают при определении внутренних напряжений в каждом элементе.