Способ определения скорости перемещения поверхности оболочки

1288500 50 Изобретение относится к измерению деформации деталей и узлов конструкций оптическими методами,Цель изобретения - повышение точности определения перемещения поверхности оболочки.На фиг, 1 приведена типичная теневая кинограмма колебаний оболочкипри воздействии на нее периодическойударной нагрузки, на Фиг. 2 - графиквременной зависимости положения Фронтов отдельных волн разрежения-сжатия", на фиг, 3 - график временнойзависимости скорости перемещенияволн разрежения-сжатия.Способ осуществляют следующим образом.Оболочку помещают в рабочее полетеневой шлирен-схемы с точечным источником света и круглой визуализирующей диафрагмой и фотографируютсистему сходящихся волн уплотненияи разрежения (Фиг, 1), образующихсяперед внутренней поверхностью оболочки. По теневой кинограмме определяют зависимость положения заднегофронта первой волны уплотнения отвремени (прямая 1 .на Фиг, 2) и спомощью линейной экстраполяции по пересечению прямой 1 с ординатой, со- З 0ответствующей приближенному значениюдиаметра оболочки в этот момент вре;мени, определяют время отделения этого Фронта от внутренней поверхностиоболочки, которое происходит, когда 35скорость оболочки Ч, определяемаязависимостью Ч=Б+С, где Б - скоростьволны, а С - местная скорость звука,достигает своего максимального значения. Области равновесия между 40внешними силами сжатия и упругимисилами деформации, которая практически имеет конечную протяженность,соответствует участок течения газа спочти постоянной скоростью, переходящий затем в волну разрежения. Передний фронт волны разрежения имеет туже скорость, что и предшествующийей задний фронт первой волны уплотнения, а отделяющийся от стенки вмомент перехода скорости оболочки Ччерез нуль задний Фронт этой волныраспространяется со скоростью, равной скорости звука в покоящемся газе(прямая 2 на Фиг, 2).55Возникшие в результате сжатияоболочки упругие силн деформациистремятся при уменьшении внешнихсил возвратить ее в исходное состояние, направление движения меняетзнак на обратный и перед внутреннейповерхностью оболочки образуетсявторая волна разрежения, которая разграничена с предыдущей волной разрежения областью покоящегося газа.Отделение заднего фронта второйволин разрежения от стенки происходит в момент достижения максимальной скорости обратного движения,Абсолютная скорость заднего фронтаравна разности Ч-С скоростей стенкии звука (прямая 3 на фиг. 2), как искорость следующих за ней областипостоянного течения газа и переднего фронта второй волны уплотнения,Отделение заднего Фронта второй волны уплотнения происходит в моментперехода скорости оболочки черезнуль, а его скорость равна скоростизвука в покоящемся газе (кривая 4на Фиг, 2). Затем процесс повторяется. Длительность колебаний определяется характером внешнего воздействия и упругими свойствами оболочки,По полученным таким образом значениям скорости в отдельных характерных точках строится приближенная зависимость радиальной скорости обо" лочки от времени (фиг. 3). Скорость в промежуточных точках находится с помощью экстраполяции в предположении синусоидального закона ее изменения между двумя экстремальными точками. Ошибка определения деформации напределе чувствительности измерений,лежащем в области долей миллиметра,составляет не менее 1007., в то время как точность определения скорости волновых фронтов более чем на порядок выше, поскольку расстояние между отдельными положениями Фронтов,используемое для измерения скорости,может бить значительным, ограничива-ясь только радиусом оболочки. Временной интервал при этом может бытьизмерен также с меньшей ошибкой. Врезультате точность измерений скорости леремешения стенки оболочкипри упругих колебаниях малой амплитуды существенно возрастает, апредел чувствительности измерительной системы сдвигается в об -ласть меньших значений перемещений,1288500 700 оОФиг,2 Формула изобретения Способ определения скорости перемещения поверхности оболочки, заключающийсяв том, что внутреннюю полость оболочки просвечивают параллельным пучком света, нагружают оболочку, ее теневое изображение фотографируют скоростной кинокамерой и по изменению теневого изображения оп ределяют скорость перемещения,о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повыщения точности, фотографируют по шлирен-методу систему сходящихся волн уплотнения и разреженияперед поверхностью оболочки, устанавливают по положению этих волн зависимость положения передних и заднихфронтов волн от времени, находят моменты времени,.в которые эти фронтыотделяются от поверхности оболочки,и с учетом полученных данных определяют скорость перемещения поверхности оболочки,288500 иа авитель Б,Евстред И. Ходанич в ректор А.Обручар ахтор А,Во аз 7797/38 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектн тираж 700 ВНИИПИ Государствен по делам изобретен 3035, Москва, Ж, Подписнотета СССРытнйнаб., д, 4/ ого ком й иотк аушская