Способ изготовления модели для определения температурных напряжений в конструкции поляризационно-оптическим методом

(19) (11) ОСУДАРСО ДЕЛА ННЫЙ НОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ИДЕТ ЕЛЬСТ К АВТОРСКОМ(56) 1. Метод фотоупругости. М., Стройиздат, т,3, 1975, с. 246.2. Сборник трудов МИСИ У 73, М., 1970, с. 126-129 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МОДЕЛИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ НАПРЯЖЕНИИ В КОНСТРУКЦИИ ПОЛЯРИЗАЦИОННООПТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ, заключающийся в том, что изготавливают части модели конструкции, в каждой части модели создают и "замораживают" деформации, соответствующие свободным температурным деформациям соответствующей части конструкции, и склеивают части в модель, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения функциональ ных возможностей путем обеспечения определения напряжений для трехмерных температурных полей, каждую частЬ модели выполняют составной из отдельных элементов, которые скрепляют между собой так, чтобы по крайней мере один элемент части имел поверхность, совпадающую с соответствующей внешней поверхностью конструкции, к каждому элементу части модели на все свободные после скрепления поверхности, кроме совпадающей с соответствующей внешчей поверхностью кон струкции, последовательно приклеивают Е металлические пластины, каждую при температуре, соответствующей заданному температурному полю модели начиЭная с элемента, имеющего минимальную температуру, а после "замораживания" ЯЪю охлаждают части модели до отсоединения металлических пластин.Изобретение относится к исследованию температурных напряжений поляризационно-оптическим методом на1 моделях иэ "замораживаемого, оптически чувствительного материала. 5Известен способ изготовления моде,ли для определения температурных напряжейий в конструкции, заключающийся в том,.что модель, геометричес:ки подобную конструкции, склеивают 10 из отдельных частей, в которых воспроизведены и "заморожены" свободные температурные деформации, соответствующие температуре данной части, или их перепады Я .15Наиболее близким к изобретению по 4технической .сущности является способ изготовления модели для определения температурных напряжений в конструкции поляризационно-оптическим мето- щ дом, заключающийся в том, что изготавливают части модели конструкции, в каждой части модели создают и "замораживают" деформации, соответствующие свободным температурным деформациям соответствующей части конструкции, и склеивают части в модель 2 .Однако оба этих способа не позволяют определять температурные напряжения для трехмерных температурных полей на существующих оптически чувствительных материалах, несжимаемых при "замораживании , так как свободные температурные деформации не могут быть воспроизведены по всему объему35 части модели.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения определения напряжений для трехмерных температурных полей. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления модели для определениятемпературных напряжений вконструкции поляриэационно 45 оптическим методом, заключающемуся в том, что изготавливают части модели конструкции, в каждой части модели создают и "замораживают" деформации, соответствующие свободным температурным деформациям соответствующей части .конструкции, и склеивают части в модель, каждую часть модели выполняют составной из отдельных элементов, которые скрепляют между собой так, чтобы по крайней мере один элемент части ,имел поверхность, совпадающую с соответствующей внешней поверхностью конструкцни, к каждому элементу части модели на все свободные после скрепления поверхности, кроме совпадающей с соответствующей внешней поверхностью конструкции, последовательно приклеивают металлические пластины, каждую при температуре, соответствующей заданному температурному полю модели, начиная с элемента, имеющего минималЬ- ную температуру, а после "замораживания" охлаждают части модели до отсоединения металлических пластин.На Фиг.1 показана конструкция уз ла соединения кронштейна с толстой плитой; на Фиг.2 - схемаразбиения конструкции в сечении АВСЭ на элемен ты с постоянной температурой, на Фиг.З - схема выполнения составных частей модели конструкции из элементов; на фиг,4 - составные части моде ли с приклеенными металлическими пластинами.При изготовлении модели конструкции узла соединения кронштейна с толстой плитой (фиг. 1) способ осуществляется следующим образом.По заданному трехмерному температурному полю в конструкции (фиг. 1) температурное поле для которого в сечении АВСП приведено в табл.1, задают подобное ему по перепадам температур между элементами температурное поле модели, величины температур 7 которого в сечении АВС 6 (Фиг. 1) приведены в табл.2, причем выбирают, что минимальная температура примерно равна температуре стеклования, а максимальная - температуре высокоэластического состояния материала модели.Из оптически чувствительного материала (эпоксидной смолы) изготавливают элементы модели узла соединения кронштейна с толстой плитой (Фиг,1 и 2) с размерами, соответствующими заданному ступенчатому температурному полю модели (табл.2), т.е. размеры каждого элемента модели выбраны подобными размерам такого. же элемента конструкции при его нагреве на заданную температуру(табл. 1) .Каждую часть модели (фиг.З) выполняют составной из отдельных;элементов, которые скрепляют между собой так, чтобы по крайней мере один элемент части имел поверхность, совз 117 падающую с соответствующей внешней поверхностью конструкции, к каждому элементу части модели на все свободные после скрепления поверхности,кроме совпадающей с соответствующей внешней поверхностью конструкции, последовательно приклеивают металли- ческие пластины (фиг.4), каждую при температуре, соответствующей заданному температурному полю модели (табл.2), начиная с элемента, имеющего минимальную температуру. Такая последовательность приклейки пластин выбрана для того, чтобы приклеить все пластины к части модели в процессе одного цикла нагрева. При "замораживании" частей модели с приклеенными пластинами из-за значи- тельного различия коэффициентов теплового расширения металла и оптически чувствительного материала в поверхностях частей модели, соединенных с.пластинами, "замораживаются" деформации, соответствующие свобод 3180 ному температурному расширению, пропорциональные заданной температуре(температурному полю модели, табл.2),Однако из-за несжимаемости оптически чувствительного материала при ."замораживании" одна из граней частимодели должна иметь возможность свободно деформироваться, поэтому покрайней мере один элемент части имеет 10 поверхность, совпадающую с соответствующей внешней поверхностью конструкции, ккоторой металлические пластины не приклеивают. После "замораживания" охлаждают части модели до от соединения металлических пластин. Затем эти части склеивают в модель. Использование модели, изготовлен"ной по предлагаемому способу, для 20 определения температурных напряженийот трехмерных тепловых полей во многих случаях эффективнее поиска аналитических решений задач термоупругости и численных расчетов на ЭВМ.Таблица 1 ЭлементВ 2 3 4 10 12 Т, С 300 200 100 350 325 290 190 100 330 300 2 О 180/37 Тираж 651 ВНИИПИ Государственнопо делам изобретени 13035, Москва, Ж,о и ауш