Способ определения напряжений в моделях сосудов из оптически чувсвительного материала

Союз Советских Социапистичвсних РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ 720294(51)М. Кл. 6 01 В 11/18 Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 050380(71) Заявитель Научно-производственное объединение по технологии машиностроения ЦНИИТмаш(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В МОДЕЛЯХ СОСУДОВ ИЗ ОПТИЧЕСКИ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО МАТЕРИ АЛАИзобретение относится к экспериментальным методам исследованиядеформаций и напряжений в материалах и конструкциях, в частности кполяризационно-оптическому методузамораживаниядеформаций, аименно к способам определения напряжений в моделях иэ оптически чувствительного материала.Известен способ определения напряжений в моделях сосудов иэ оптически чувствительного материала,работающих в условиях воздействияпотока жидкости, заключающийся в том,что необходимый уронень избыточного 15давления в ней создаютс использованием воздуха или инертного газа,нагнетаемого тем или иным способомв модель 111 .Недостатком известного способа 20являются низкая точность моделирования условий нагружения и существенное влияние собственного веса моделина величину напряжений в модели.Наиболее близким к изобретению 25по технической сущности и достигаемому эффекту являеся способ определения напряжений в моделях сосудовиз оптически чувствительного материала, работающих в условиях воздействия потока жидкости, заключающийся в том, что модель погружают в жидкую среду с плотностью, равной плотности материала модели, подвергают ее воздействию давления при температуре, соответствующей высокоэластичному состоянию материала, доводят жидкость и модель до температуры замораживания напряжений и по оптическим параметрам замороженной модели судят о величинах напряжений 12 .Недостатком этого способа нагружения являются низкие точносгь моделирования условий нагружения и скорость процесса испытания, заключающийся в том, что модели нагружаются статическим давлением и для ускорения процесса замораживанияв модель сосуда вводят теплообменник, в котором циркулирует нагретая или охлажденная жидкость .Одновременно здесь необходимо вести постоянный контроль температуры жидкости внутри и снаружи модели, так как внутренняя полость с жидкостью изолирована от жидкости, омывающей модель, и для установления температурного равновесия при нагреве и охлаждении модели необходимои ркмен я ть и родолжитель ные выдержкина каждой температурной ступени Введение теплообменника в модель позволяетускорить процесс замораживания ,однако, когда в модели сосуда имеютсямалые полости или каналы, установитьтеплообменник не представляется воз -ожным. Между тем известно, что припродолжительных циклах замораживания моделей в них развиваются ификсируются деформации, вызванныеползучестью оптически чувствитель -ного материала модели, вносящие погрешность н результат исследованиянапряженного состояния. К недостаткам известного способа также можноотнести сложность создания, особенно в толстостенной модели сосуцавысокого давления (1-2 ати), необходимого для получения соответствую-щего оптического эффекта в замороженныхсрезах т.е, доступногодля измерений, Прк известном способенагружения полностью также исключается возможность моделирования распределения сил давления по границам(контуру) тех элементов конструкцийсосудов давления, которые в процессеэксплуатации омываются потокамитеплоносителя, Это также сказывается на достоверности исследованиянапряженного состояния конструкцийс помощью оптически чувствительныхмоделей.Целью изобретения является повышение точности моделирования условийнагруженкя и ускорения процесса испыта ний,Для достижения поставленной целяв способе определения напряжений вмоделях сосудов иэ оптически чувствительного материала, работающих вуСловиях воздействия потока жидкости, через сосуд прокачквают под,цавлением жидкость, а давление на выходе сосуда регулируют так, чтобы разность давлений внутри и снаружи сосуда была равна расчетной разностидавлений при нагружении модели в течение всего цикла замораживания,На чертеже представлена схема установки, реализующей описанный способ.Способ осуществляется следующимобразом,Модель 1 сосуда кз оптически чувствительного материала помещают в камеру 2, заполненную жкдкостью 3 сплотностью, равной плотности матеркала Модели 1, К подводящему и отводящему патрубкам 4 к 5 модели подводяттрубопроводы 6 и 7 с дросселямк8 и 9, Полость 10 модели 1 посредством трубопровода 11 соединяют с кз -мерителем 12 давления, С помощьютеплообменника 13, размещенного вкамере 2, температуру жидкости 3 доводят до температуры, соответствующей высокоэластичному состояний материала модели 1, Затем с помощью насоса 1 4 прокачивают жидкость через трубопроводы 6 и 7, дросселя 8 и 9 и полость 10 модели 1, При этом открытие дросселя 9 регулируют так, чтобы давление на измерителе 12 сохранилось постоянным и равным расчет. ному для модели при всех температурах эксперимента, а жидкость 3 доводят до температуры замораживания напряжений. После достижения этой тем.пературы и окончания цикла замора - живаниямодель вынимают и иссле- дуют величины напряжений одним иэ известных способов, например по распределению картин интерференционных полос на срезах модели.Описанный способ определения напряжений в моДелях сосудов из оптически чувствительного материала, работающих в условиях воздействия потока жидкости, позволяет ускорить процесс замораживаниямоделей к существенно повысить точность моделирования условий нагружения реальных конструкций сосудов давления.Формула изобретенияСпособ определения напряжений в моделях сосудов из оптически чувствительного материала, работающих в условиях воздействия потока жидкости, заключающийся в том,что модель погружают в жидкую среду с плотностью, равной плотности материа. ла модели, подвергают ее воздействию давлений при;температуре, соответствующей высокоэластическому сос таянию материала, доводят жидкость и модель до температуры замораживания напряжений к по оптическим параметрам замороженной, модели судят о величинах напряжений, о т л к ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точностк моделирования условий нагружения к ускорения процесса испытаний, через сосуд прока чквают под давлением жидкость, а дав - ление на выходе сосуда регулируют так, чтобы разность давлений внутри и снаружи сосуда была равна расчетной разности давлений при нагруженки :.одели в течение всего цикла замораживания ,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Максутова Т,Д, Фотоупругоеисследование толстостенных сосудовс плоским днищем. В сб, Исследования,по.упругости к пластичности.Бзп 3 Л., ЛГУ. с 91-93.2. Напряжения и деформации в деталях и узлах машин. Под ред . Н.И.Пригоровского, М., Машгкз, 1961, с.212,фиг,111,26 (прототип)72029 4 Составитель Н.Тимошенкоменова Техред Н.Ковалева Корректор В.Бутяга 01 П Патент, г. Ужгород, ул. Прое лиал едактор А акаэ 1020 29 Тираж 8 ЦНИИПИ Государствпо делам изобр 035, Москва, Женного етенийРауш Подпи сноеомитета СССРоткрытийая наб д, 4/5