Поляризационно-оптический способопределения напряжений b изделии

Союз Советскик Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ и 1849004(5)м. клз с присоединением заявки Мо 6 01 В 11/18 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий"т фф: -ф. : 71) Заявитель осударственный научно-исследовательск машиноведения им,академика А.А.Благонравов ПОЛЯРИЗАЦИОН НО-ОПТИЧЕСКИИ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИИ В ИЗДЕЛИИ Н Изобретение относится к исследованию напряжений в изделиях от действия силовых нагрузок поляризационно-оптическим методом на моделяхиз "замораживаемого" оптически чувствительногого материал а,Известен поляризационно-оптический способ определения напряженийот силовых воздействий в изделии,заключающийся в том, что из изделиявыделяют элемент сложной формы,содержащий участки приложения нагрузки, для соответствующего ему элемента модели подбирают форму и типнагружения, позволяющие совместитьего после "замораживания" с осталь-ной частью модели, "замороженный"элемент склеивают с остальной частьюмодели, которую затем "размораживают" и определяют напряжения 11 .едостатком этого способа является то, что не указан алгоритм длявыбора формы, зависящей от деформированного состояния элемента, и виднагружения "замораживаемого" элемента. Поэтому способ может быть применен только в отдельных частных.случаях задач, когда для элементасуществует решение теории упругости для определен я деформированного состояния и в да нагружения.Наиболее блИзким к изобретению по технической сущности является поляризационно-оптический способ определения напряжений от действия объемных сил в изделии, заключающийся в том, что из оптически чувствительного материала изготавливают элементы модели изделия, "замораживают" в них начальные напряжения от давления объемных сил между поверхностью модели и каждым элементом, склеивают элементы в модель "размораживают" эту модель и определяют напряжения в изделии 2 . Однако по этому способу напряжения от объемных и поверхностных нагрузок определяются на "размораживаемой" модели изделия не полностью, а с точностью до напряжений от само- уравновешенной поверхности нагрузки, равной разности между заданной и дополнительной нагрузок от давления объемных сил. Эту нагрузку надо приложить непосредственно к поверхности модели при "размораживании", что понижает точность и требует применения сложных нагрузочных устройств.Цель изобретения - обеспечениеопределения напряжений, возникающихв изделии от действия поверхностныхнагрузок.Поставленная цель достигается тем,что в элементах "замораживают" начальные напряжения от давления поверхностных нагрузок, затем элементысклеивают между собой в единый блок,включающий в себя симметрично расположенные относительно. друг друга двемодели иэделия,На фиг. 1 показано изделие с действующимн на него нагрузками Е + Р;на фиг. 2 - модель для определениянапряжений от нагрузки Е + Р + Р;на фиг. 3 - то же с нагрузкой -Р;,на фиг. 4 - блок, включающий в себясимметрично расположенные относительно друГ друга две модели изделия.Способ осуществляется следующимобразом, . 10Действие объемных сил Е( и уравновешивакицих их поверхностных нагрузок (фиг.1) воспроизводится путемразделения изделия на элементы исоздания в них несовместных деформаций. Помещают изделие в параллелепипед 0 4а где - координата,а- координата плоскости параллелепипеда, и вводят для каждой плоскости = х;, где х 1 - координата интегрирования напряжения Р х-Г д Г - Р от давления объемныхи поверхйостных нагрузок. Тогдадля каждого выделенного из иэделияэлемента в виде параллелепипедах;с ;х,. нагрузка Г 1 уравновешивает 1 ., Ися йапряжениями на его гранях Р;,х )и Р; (х", ), а к иэделию дополнительноприклацывают самоуравновешенную поверхностную нагрузку Р = Р(а ),Считая приближенно нагрузку Г в элементе приложенной по одной из двухпараллельных граней, устраняют вэлементах деформации от напряженийР;(х,.) с помощью давлений - Р (х, )и мойолитно соединяют элементй в45изделие. Снимают эти давления и получают напряжения и деформации отобъемной и поверхностной нагрузкиГ + Р + Р;, отличающейся от заданФной на величину Р., Исходную по 50верхностную нагрузку Р прикладываютпо разные стороны изделия, а нагрузку -Р - по одну его сторону (фиг.3).В силу его самоуравновешенности, деформации затухают вблизи участкаее приложения. Поэтому из элементов,в.которых предварительно "заморожены"напряжения -Р(х) от давления поверхностных нагрузок -Р склеиваютединый блок, включающий симметричнорасположенные относительно друг друга две модели изделия (фиг,4). Затем определяют напряжения в изделии,выполненном в виде цилиндра 1 с нагрузками Е + Р; (фиг.1). Основную модель для определения напряжений от нагрузки Г + Р + Р; (фиг,2) склеивают из четырех элементов - внешнего недеформированного элемента 2, й трех цилиндрических элементов 3-5 и "замороженных" прн осевых напряжениях -Р , -Р -Е , -Р -Г +Г . Для. 1 фопределения напряжений от йагрузки -Р (фиг.3) изготавливают единый блок (фиг.4), включакщий в себя симметрично расположенные относительно друг друга две модели 9 и 10 изделия. Блок склеивают из трех элементов, т.е. внешнего 6, среднего 7 и внутреннего 8 цилиндров, "замороженных" при осевых напряжениях -Р, -Р, -Р, Затем обычными приемами поляризационно-оптического метода определяют напряжения и добавляют к ним величины напряжений, "замороженных" в элементах.Предлагаемое изобретение позволяет определять напряжения в изделии, возникакщие как от объемных, так и от поверхностных нагрузок, что также позволяет повысить точность и избежать применения сложных нагрузок устройств. Определение напряжений в объектах сложной форьы во многих случаях эффективнее поиска аналитических решений задач теории упругости и численных расчетов на ЭЦВМ.Формула изобретенияПоляризационно-оптический способ определения напряжений в изделии, заключающийся в том, что из оптически чувствительного материала изготавливают элементы модели изделия, "замораживают" в них начальные напряжения, склеивают элементы в модель, "размораживают" эту модель и определяют напряжения в изделии, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения определения напряжений, возникакщих в изделии от действия поверхностных нагрузок, в элементах "замораживают" начальные напряжения от давления поверхностных нагрузок, затем элементы склеивают между собой в единый блок, включающий в себя симметрично расположенные относительно друг друга две модели изделияИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Труды Ч 1 Всесоюзной Конференции по поляризационно-оптическомуметоду исследования напряжений. т.1,Таллин, 1971, с. 187-.189.2. Авторское свидетельство СССР9672477, кл. С 01 В 11/18, 1976 (прототип).6076/53Тираж 642ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений и 113035,.Москва, Ж, Раушск Пкомитета СССоткрытийая наб , д писн эата 4/5 нт", г. Ужгород, ул. Проектная 4 ППП