Поляризационно-оптический способ определения температурных напряжений в изделии

Союз Советскик Социалистичесмнк РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ 1879297(23) Приоритет 6 01 В 11/18 Госуяарствеиим комитет СССР яо яелан изобретеиий и открмтиОпубликовано .07.1131, Бюллетень й 9 41 Дата опубликования описания 07. 11. 81(72) Автор изобретения М.Н. Дверес Государственный научно-исследовательский институт машиноведения имени акад. А.А. Благонравова(54) ПОЛЯРИЗАЦИОННО-ОПТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЬЛ НАПРЯЖЕНИЙ В ИЗДЕЛИИ Изобретение относится к исследованию температурных напряжений поляризационно-оптическим методом на моделях из фзамораживаемого" оптически- чувствительного материала.Известен способ определения температурных напряжений в изделии, заключающийся в том, что изготавливают из оптически-чувствительного материала элементы модели, создают в них перемещения, склеивают элементы в модель и определяют температурные напряжения 11.Наиболее близким по технической сущности кизобретению является по ляризационно-оптический способ определения температурных. напряжений в иэделии из разнородных материалов с различными коэффициентами теплового расширения, заключакщийся в том, 20 что изготавливают из оптически-чувствительного материала элементы модели, "замораживают" в них деформации, склеивают элементы в модель., "размораживают" модель и определяют 25 температурные напряжения 2 1Недостатками обоих способов является то, что они не позволяют определять температурные напряжения для трехмерных температурных полей 30 на существующих оптически-чувствительных материалах, имеющих при "замораживании" коэффициент Пуассона 0,5, так как свободные температурные деформации элементов и их перепады не могут быть воспроизведены по всему объему элементов из-за несжнмаемости материала. Поэтому эти способы не позволяют определять температурные напряжения в разнородных соединениях в случаях, когда граница разрыва коэффициентов теплового расширения не является плоской или цилиндрической, что соответствует одномерному или осесимметричному полю температуры.Целью изобретения является определение температурных напряжений в изделии с поверхностью соединения разнородных материалов в виде многогранника.Поставленная цель достигается тем, что внешние элементы модели склеивают из частей, одна из поверхностей которой составляет грань многогранника и изготовлена нз материала с "замороженными" однородными деформа" циями вдоль этой грани, а поверхности соединения частей между собой выполнены по плоскостям, проходящимчерез ребро и блссектрису соответствующего смежного угла многогранника.На фиг.1 показано изделие- разнородное соединение, содержащее включение кубической формы на ,Фиг. 2 - поверхности соединения частей внешнего элемента между собой,на фиг. 3схема нагружения полученных частей внешнего элемента и внутренний недеформируемый элемент.Сущность способа заключается в том, что температурные напряжения в изделии из разнородных материалов с различными коэффициентами теплового расширения, но одинаковыми механическими свойствами определяют на модели иэделия, элементы которой изготавливают из одинакового оптически- чувствительного материала, причем разность температурных деформаций по границе соединения разнородных материалов воспроизводится созданием в элементах механическим путем начальных деформаций и их "замораживания".Способ осуществляется следующим образом.Модель разнородного соединения, содержащего включение кубической форм (фиг.1), разделяют на элементы по поверхности разрыва коэффициентов теплового расширения, Если поверхность одного из элементов 1 и 2 совпадает с поверхностью разрыва, то элемент 2 является внутренним и его изготавливают недеформированным, так как созданйе по его поверхности равномерных деформаций потребовало бы изменения его объема, что невозможно из-за несжимаемости материала модели. Поэтому для деформирования выбирают внешний элемент 1 модели. При выполнении поверхности соединения разнородных материалов в виде многогранника внешние элементы 1.модели склеивают из частей (фиг.2), одна из поверхностей которых составляет грань многогранника (в рассматриваемом случае - куба) и изготовлена из материала с "замороженными" однородными деформациями вдоль этой грани, а поверхности соединения частей 4-.7.(фиг.З) между со" бой выполнены по плоскостям, проходящим через ребро и биссектрису соответствующего смежного угла многогранника (куба). Вместоизготовления частей 4-7 из "заморожен" ного" материала возможно "замораживанне" этих частей под действием нагрузок Р (фиг.З). 11 ри этом по поверхности разрыва между элементами1 и 2 создают требуемые равномерныедеформации, а по поверхностям соединения частей 4-7 между собой - одинаковые деформации для смежных частей. Затем внешний 1 и внутренний 2элементы склеивают в модель, которуюзатем "размораживают" и определяюттемпературные напряжения. О Описанный способ позволяет определять температурные напряжения нетолько в .разнородных соединениях сосложной поверхностью разрыва коэффициентов теплового расширения, но и в 15 произвольных однородных телах притрехмерном температурном поле, которое аппроксимируют кусочно-постояннымполем.Формула изобретенияПоляризационно-оптический способопределения температурных напряжений в изделия из разнородных материалов с различными Юээффициентами теплового расширения, заключающийся в том,что изготавливают из оптически-чувствительного материала элементы модели, "эамораживают" в них деформации,30 склеивают элементы в модель, "размораживают" модель и определяют температурные напряжения, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью определения температурных напряжений в35 иэделии с поверхностью соединенияразнородных материалов в виде много-гранника, внешние элементы моделисклеивают из частей, одна из поверхностей которой составляет грань мно"4 О гогранника и изготовлена из материала с "замороженными" однородными деформациями вдоль этой грани, а поверхности соединения частей междусобой выполнены по плоскостям,проходящим через ребро и биссектрису45 "оответствующего смежного угла многогранника.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Метод Фотоупругости. Под ред.50 Г.Л. Хесина; Том 3, М., Стройиздат,1975, с. 243-246, 288.2. Труды Ч Всесоюзной конференции по полйризационно-оптическомуметоду исследования напряжений, т.З,55 Таллин, АН Эстонской ССР,. 1971,с. 54-59 (прототип),879297 9 Ъ 8 Составитель Н. Ужовдактор И. Гохфельд Техред Т.Маточка КорректорС. Шбкм каз 9697/5 Тираж 645 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, .Раушская наб., д.