Способ определения физико-механических характеристик плоских элементов конструкций

(5)5 6 01 Й 3/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ания.(56) Справочник по динамике сооружений. М,: Стройиздат, 1972, с.488-510.Сухарев И.П, Экспериментальные методы исследования деформаций и напряжений. М,; Машиностроение, 1987, с.212.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО- МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЛОСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ (57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения физико-механических характеристик плоских элементов конструкций. Цель изобретения - упрощение испытаний и сокращение числа испытываемых образцов для конструкций в виде плоских элеменИзобретение относится к испытатель ной технике и может быть использовано для определения физико-механических харак теристик плоских элементов конструкций,Известен способ определения физико- механических характеристик конструкций путем испытания моделей с соблюдением граничных условий и условий загружения.Этот способ не дает возможности по результатам исследования одной модели судить о закономерностях изменения физико- механических характеристик для целого множества конструкций, полученных с помощью одного геометрического преобразо ЯО 1716373 А 1 тов с выпуклым контуром, получаемых с помощью одного непрерывного геометрического преобразования. Для класса плоских элементов конструкций, получаемых с помощью одного непрерывного геометрического преобразования, из материала исследуемых конструкций изготавливают два образца, форма которых отвечает максимальному ф и минимальному Фи значениям исследуемой физико-механической характеристики, определяемой для выбранных образцов экспериментально. По этим величинам с учетом соответствующих им характеристик формы элементов - образцов В и В й характеристики формы В для любого промежуточного элемента из заданного геометрического преобразования аналитически определяют для него физико-механическую характеристику ф. Известен также способ экспериментального определения физико-механиче- ( ских характеристик плоских элементов конструкций, который заключается в изготовлении элемента требуемых размеров, закреплении его в соответствии с условиями эксплуатации, нагружении и измерении исследуемых физико-механических характеристик соответствующими приборами,Этот метод имеет недостаток, который заключается в том, что требует изготовления элемента для каждой исследуемой конструкции.Цель изобретения - уменьшение количества элементов, подвергающихся испытаниям, для целого класса конструкций, 1716373получаемых с помощью какого-либо одного геометрического преобразования,Сущность изобретения заключается в том, что для определения физико-механических характеристик целого класса плоских элементов конструкций с выпуклым контуром, получаемого с помощью одного геометрического преобразования, изготавливают два образца, для которых определяемая физико-механическая характеристика из рассматриваемого множества конструкций имеет максимальное Ф и минимальное Ф значения. Для остальных конструкций из рассматриваемого множества физико-механическая характеристика определяется из аналитической зависимости, получаемой эмпирическим путем с учетом изопериметрических закономерностей принятого геометрического преобразоваф ния и экспериментальных значений ф и ф для двух исследованных(опорных) образцов, Основным отличительным признаком предлагаемого способа от известного является изготовление и испытание двух образцов для исследования целого класса плоских элементов конструкций, причем таких, для которых определяемая физико-механическая характеристика принимает максимальное и минимальное (граничные для рассматриваемого класса) значения.Способ осуществляется следующим образом,Для исследуемого класса плоских элементов конструкций с выпуклым контуром, получаемых с помощью какого-либо геометрического преобразования, из материала исследуемых конструкций изготавливают два образца, таких, для которых определяемая физико-механическая характеристика из всего множества конструкций, отвечающих примененному геометрическому преобразованию, имеет максимальное Ф и минимальное Ф значения. Эти образцы исследуют экспериментально по методикам, соответствующим определяемой физико-механической характеристике, и находят значения ф и Ф, Затем вычисляют для них геометрические характеристики формы В и В по формуле:В= бз/Ь,где- периметр контура фигуры;бэ - элемент контура;Ь - высота, опущенная из центра фигуры на касательную в переменной точке контура. По найденным значениям Ф и Фэ Ви В находят параметр щ1 и Ф/Ф(2) 5 1 и В/ВЗначение физико-механической характеристики Ф для любой конструкции из рассматриваемого множества элементов, отвечающих выбранному геометрическому "0 преобразованию, определяют по формулеф ф( ) (3)ВП р и м е р, Определяют геометрическую 15 жесткость кручения призматического бруса,сечение которого получается путем отсечения вершин квадрата а х а = 1,5 х 1,5 см.Граничными решениями для такого класса фигур будут решения для квадрата и правильного восьмиугольника. Экспериментальное исследование стального бруса квадратного и восьмиугольного сечений на испытательной машине КМ-1 дает результат: 1 = 0,702 см, 1 = 0,504 см". Промежуточный результат для сечения в виде квадрата с отсеченными вершинами на высоту 1,1 мм составил 1= 0,588 см, Рассмат 4риваемым фигурам соответствуют следующие значения характеристик формы; В = 8, В = 6,627, В = 7,289. Подставляя приведенные результаты испытаний для 1 и и значения Ви В в формулу (3), получим 1= 0,617 см,что отличается от экспе 4риментального результата на 4,93%.Формула изобретения Способ определения физико-механических характеристик плоских элементов конструкций, по которому из материала исследуемых конструкций изготавливают образцы, испытывают их в соответствии с условиями эксплуатации и экспериментально определяют физико-механические характеристики, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения испытаний и сокращения числа испытываемых образцов для плоских элементов конструкций с вы пукл ы м контуром, получаемых с помощью непрерывного геометрического преобразования, изготавливают два разных образца, геометрическая форма которых обеспечивает максимальное и минимальное значения экспериментально определяемой физико-механической характеристики, а значение ф этой характеристики для всех промежуточных форм конструкций определяют из соот ношения;Ф Вф Фф(В )п - /1 Й тВ1716373 10 20 25 30 35 40 45 50 Составитель А. КоробкоРедактор И. Сегляник Техред М.Моргентал Корректор И, Муска Заказ 606 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 где Ф, Ф - соответственно максимальное и минимальное значения искомой характеристики;В - геометрическая характеристика формы элемента, определяемая по формуле:В= ба/Ь,.- периметр контура фигуры; бэ - элемент контура;й - высота, опущенная из центра фигурына касательную к переменной точке контура;В, В - значения характеристики фор 5 мы элемента, соответствующие фигурам,для которых искомая характеристика принимает максимальное и минимальное значения,