Способ определения поперечной нагрузки на брус

п) УУ 74 ОП И(АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 07.11.8(71) Заявител урский политехнический инсти) СПОСО РЕДЕЛ ЕНИЯ ПОПЕРЕЧНОЙ НАГРУЗКИ НА БРУС щении на двухстка бруса.Целью изобретения является точности определения поперечнЭта цель достигается тем, чт страции изгибных деформаций измеряют угол поворота централ поперечных сечений этих концов но друг друга; измеряют перемещ тяжести одного поперечного се сительно нормали к центру тя го и по их сумме судят о вел речной нагрузки. повышение ой нагрузки.о при регина концах ьных частей относительение центра чения отножести второичине попеНа фиг. 1 схематически показаны упругая линия бруса и поперечные сечения на концах измерительного участка; на фиг,2 - консольный брус, нагруженный на конце силой Р,На чертежах обозначены упругая линия 1 бруса, поперечные сечения 2 и 3 на концах измерительного участка А - Б, нормаль 4 к сечению 2 в его центре тяжести, сила Р, приложенная к брусу, относительный угол р поворота центральных частей поперечных сечений 2 и 3, относительное перемещение б центра тяжести сечения 3 и нормали 4 под действием силы Р, перерезывающая сила Я, изгибающий момент М в сечении А. но ва Изобретение относится к измерительной технике и может быль использовано при измерении перерезывающих сил и изгибающих моментов, возникающих в деталях машин, например в валах. 5Известны способы измерения внутренних усилий в брусе, заключающиеся в регистрации перемещений, прогибов или углов поворота сечений на концах измерительного участка .1, 2, 10Их недостатком является невысокая точность измерений, так как фактически этими способами определяется стрела прогиба в средней части базы измерения, которая связана с перерезывающей силой и изгибающим моментом сложной неоднозначной функциональной зависимостью.Наиболее близким к изобретению является способ измерения поперечной нагрузки, заключающийся в регистрации относи тельного прогиба и угловых перемещений сечений на концах измерительного участка бруса в системе координат, жестко связанй с его продольной осью в недеформиронном состоянии, с последующим вычис лением величины нагрузки,31.Этот способ измерений также недостаточно точен из-за сложности его, так как требуется регистрация четырех параметров - углов поворота и линейных переме концах измерительного учаСущность изобретения заключается в следующем.Из теории упругости известна зависимость перемещения б и угла поворотапод действием силы Р от параметров бруса. Например, для прямоугольного брусаРсаа Р 1 а Раз5.=2% 2 Е 6 Е Р 1.а Раа9=ф з,с п,Я= +й, й,6 и11 А - / +.тА тА Масштабные коэффициенты предварительно определяются экспериментально при тарировке или теоретически по известным из теорий изгиба формулам для данной конкретной формы бруса.Подставив выражения (1) в уравнения (2), получим: 1 ( Рсаа Р 1.аа Раа 1А , 2 И 2 Е 6 Е 1,/ 1Рса Р 1.аа РагтА216 2 Е 1 6 Е 1 ( + итА Р 1 а Раа Приняв а / са Е 1а/2, пА= - 1 - 3 -3аа г.г )55 где а - длина измерительного участкаАВ - база измерения;с - полувысота сечения бруса;15Е 1 - жесткость на изгиб бруса;6 - модуль сдвига материала бруса;1. - расстояние между точкой приложения силы Р и точкой А измерительного участка.20Составляющие поперечной нагрузки в сечении 2 - перерезывающая сила 1=Р и изгибающий момент М= - Р 1. связаны с измеряемыми величинами б и р через соответствующие масштабные коэффициенты Найдем:тА = 1+6 -Соответствующим выбором масштабного коэффициента можно измерять изгибающий момент не только на измерительном участке, но и за его пределами, например, если необходимо измерить изгибающий момент М - Р(1. - Ь) в сечении, удаленном от точки приложения поперечной силы Р на расстояние 1. - 1 то( гз - фг )Таким образом, предлагаемый способ определения поперечной нагрузки позволяет уменьшить число необходимых измерений до двух, что упрощает процесс определения нагрузки и повышает точность.Формула изобретенияСпособ определения поперечной нагрузки на брус, заключающийся в измерении изгибных деформаций на концах измерительного участка, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, измеряют угол поворота центральных частей поперечных сечений концов измерительного участка бруса относительно друг друга, измеряют перемещение центра тя. жести одного поперечного сечения относительно нормали к центру тяжести второго, и по их сумме судят о величине поперечной нагрузки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авдеев Б. А. Испытательные машины и приборы. М., Машгиз, 1957, с, 176.2. Патент США3390575, кл. 73 в 1, опублик. 1968,3, Справочник машиностроителя. Под ред. С. В. Серенка, М ГНТИМЛ, 1962, с. 572 (прототип),Редакт ректор й, Федоров ожков Тираж 1033СССР по делам изобретен аушская наб., д. 4/5 Тийогра Заказ 2413/9НПО Поиск Изд, Х 555сударствеиного комитета 113035, Москва, Ж,. Сапунова, 2 Подписио открытий