Поляризационно-оптический способ определения параметров напряженно-деформированного состояния модели полого ротора

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 17444 51)5 С 01 В 11/18 ЕТЕНИ дения им,А.А.Благо.Кондратьев РОДМАШ, 46, М.,НО-ОПТИЧЕСКИЙ ИЯ ПАРАМЕТРОВ РМИРОВАННОГО ПОЛОГО РОТОРА тся к исследованию ванного состояния ционно-оптическим ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относнапряженно-деформирконструкций поляриэа Изобретение относится к исследованию напряженно-деформированного состояния конструкций поляриэационно-оптическим методом на моделях из "замораживаемого" оптически чувствительного материала. стен поляризационно-оптический пределения напряжений в заморай модели, заключающийся в том, ль, геометрически подобную издеревают до высокоэластичного совыдерживают модель при туре высокоэластичного состояния, ют, измеряют температуру снаружи модели и определяют деформации ения. Изве способ о жи ваемо что моде лию, наг стояния темпера охлажда и внутри и напряж2методом на моделях из "замораживаемого" оптически чувствительного материала Целью изобретения является повышение производительности. Полости модели заполняют жидким наполнителем, герметизируют модель, нагружают ее центробежными силами инерции и давлением наполнителя. Измеряют величину давления и скорости изменения в зависимости от времени и температуры. Нагревают модель до температуры высокоэластичного состояния. По перемене знака скорости изменения давления судят о переходе материала модели в высокоэластичное состояние, Параметры напряженно-деформированного состояния определяют поляризационно-оптическим методом. Известен также поляриэационно-оптический способ определения напряжений в замораживаемых моделях, заключающийся в том, что модель, геометрически подобную изделию, нагревают до температуры высокоэластичного состояния, выдерживают модель при этой температуре, охлаждают по режиму. заранее отработанному экспериментально, и определяют деформации и напряжения.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является поляризационно-оптический способ определения параметров напряженно-деформированного состояния модели полого ротора, заключающийся в том, что полость модели заполняют жидким наполнителем (глицерином) герметизируют модель, нагревают модель центробежными силами инерции и давлением наполнителя, нагревают модель до температуры высокоэластичного состояния материала модели, выдерживают модель при этой температуре до выравнивая температур по объему модели, охлаждают модель, просвечивают ее поляризованным излучением, регистрируют интерференционную картину и по ней определяют параметры напряженно-деформированного состояния модели.Основными недостатками этих способов является необходимость измерения температуры внутри модели для того, чтобы по величине и разности температур снаружи и внутри определить момент полного прогрева и перехода материала модели в высокоэластичное состояние. Температуру измеряют с помощью термопар, Измерения снаружи модели не вызывают затруднений. Измерения внутри модели требуют изготовления сложных переходных приспособлений для ввода термопар внутрь вращающейся модели. Установка этих приспособлений в модели увеличивает трудоемкость проведения эксперимента и уменьшает точность измерения температуры внутри модели, что приводит к недостаточной точности определения момента полного прогрева и перехода материала модели в высокоэластичное состояние.Кроме того, перед замораживанием модели на специально изготовленном образце необходимо определение температуры высокоэластичного состояния материала модели или отработки температурного режима замораживания, что также усложняет проведение эксперимента и удлиняет его проведение.Целью изобретения является повышение производительности путем обеспечения определения температуры высокоэластичного состояния материала на самой модели и определения момента полного перехода материала модели в высоко- эластичное состояние посредством использования эффекта значительного увеличения деформаций материала модели под нагрузкой при достижении высокоэластич- НОГО СОСТОЯНИЯ.Поставленная цель достигается тем, что в поляризационно-оптическом способе определения параметров напряженно-деформированного состояния модели полого ротора, заключающемся в том, что полость модели заполняют жидким наполнителем, герметизируют модель, нагружают модель центробежными силами инерции и давлением наполнителя, нагревают модель до температуры высокоэластичного состояния материала модели, выдерживают модель приэтой температуре до выравнивания темпе 5 ратуры по объему модели, охлаждают модель, просвечивают ее поляризованнымизлучением, регистрируют интерференционную картину и по ней определяют параметр напряженно-реформированного10 состояния модели, после нагружения модели измеряют величины давления и скоростиизменения давления наполнителя в зависимости от времени и температуры, по перемене знака скорости изменения давлениянаполнителя судят о переходе материала15 модели в высокоэластичное состояние, фиксируют стабилизацию давления наполнителя, просвечивание осуществляют послестабилизации давления и полученные данные используют при определении параметров напряженно-деформированного20 состояния,П р и м е р. Из оптически чувствительного "замораживаемого" материала (ЭД 20 МГТФА) изготовили модельцентробежного полого ротора сепаратора,25 нагруженного внутренним давлением наполнителя и центробежными силами инерции. Модель выполнили в масштабе 1.4 кразмерам натурной конструкции. Для исследования напряженно-деформированного30 состояния корпуса ротора модель конструкции заполнили жидким наполнителем (глицерином), герметизировали морель ипоместили ее в термостат, Нагрузили модель центробежными силами путем враше 35 ния и давлением наполнителя (0,05 кг/см ),Нагрели модель до высокоэластичного состояния материала модели равномернымповышением температуры термостата и измерили давление наполнителя в полости мо 40 дели.Измеренное давление в процессе нагрева в результате различия тепловых расширений модели и заполняющего ееглицерина постепенно повышалась от 0,0545 при 20 С до 0,10 - 0,15 кг/см, Однако с достижением материалов модели температуры высокоэластичного состояниядеформации от действия внутреннего давления увеличивают на два порядка (модуль50 упругости материала модели уменьшаетсяна два порядка), что приводит к переменезнака скорости изменения давления наполнителя (глицерина) в полости модели (возрастание давления меняется значительным55 падением уровня в манометре примерно доО,О 5 - 0,1 кг/см).Поскольку указанная перемена знакаскорости изменения давления наполнителя1744450 мированное состояние обычными приемами поляризационно-оптического метода. 35 40 45 50 Составитель В.КостюченкоРедактор В,Клинова Техред М.Моргентал Корректор Т,Малец Заказ 2186 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 однозначно связана с достижением материалом модели высокоэластичного состояния (увеличение деформаций на два порядка), использование этой зависимости от определения температуры перехода материала модели в высокоэластичное состояние позволяет избежать необходимости предварительной отработки температурного режима замораживания модели, т,е. повысить производительность. При достижении материалом модели высокоэластичного состояния нагрев прекращали и выдерживали модель при этой температуре до момента полного перехода материала модели в высокоэластичное состояние, которое определяли по моменту стабилизации давления (примерно 0,15 кг/см ) внутри модели, так как снаружи и внутри модели в этот момент устанавливают одинаковые температуры, и дальнейшее изменение давления за счет различных тепловых расширений материала модели и рабочей среды прекращалось,Затем устанавливают требуемое давление наполнителя (0,20 кг/см). Пределы изменений величины давления внутри модели в зависимости от формы определятюся ее прочностью и могут колебаться от 0,05 до 1 кг/см . Далее модель медленно охлаждали, поддерживая постоянное давление (0,20 кг/см ) внутри модели в процессе охлаждения. Затем после охлаждения до комнатной температуры вращение модели прекращали, а выделение внутри модели снижали и определяли объемное напряженно-дефорФормула изобретения Поля ризационно-оптический способ 5 определения параметров напряженно-деформированного состояния модели полого ротора, заключающийся в том, что заполняют полость модели жидким наполнителем, герметизируют модель. нагружают модель 10 центробежными силами инерции и давлением наполнителя, нагревают модель до температуры высокоэластичного состояния модели, выдерживают модель при этой температуре до выравнивания температуры 15 по объему модели, охлаждают модель, просвечивают ее поляризованным излучением, регистрируют интерференционную картину и по ней определяют параметры напряженно-деформированного состояния модели, 20 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения производительности, после нагружения модели измеряют величины давления наполнителя и скорости изменения давления в зависимости от времени и тем пературы, по перемене знака скорости изменения давления наполнителя судят о переходе материала модели в высокоэластичное состояние, фиксируют стабилизацию давления наполнителя, просвечивание 30 осуществляют после стабилизации давления и полученные данные используют при определении параметров напряженно-деформированного состояния.