Способ определения эксплуатационного момента конструкции

( )ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Изобретение относимерения сил путем измеформации твердого тепомощью резисторных тЦель изобретения - пза счет возможности опты равнодействующей эксгрузки.На фиг,1 схематичнкрепленная в узле машэлементов крепления имая конструкция с накле ху; на фиг,2 - мой конструки при градуи - зависимости поры у более и ента крепле- сосредоточенредоточеннои приложеннойи от опоры, осуществляют тся к способам изрения упругой дела, в частности с ензометров.овышение точности ределения координаплуатационной наизображена заы посредством оры испытываеными на опоре АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 1(71) Конструкторское бюро приборостроения Научно-производственного объединения Точность(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО МОМЕНТА КОНСТРУКЦИИ (57) Сущность изобретения: конструкцию на опоре посредством двух элементов и опоры закрепляют основанием в узле машины. На, заданном расстоянии от опоры конструкции нагружают статически поперечной сосредоточенной силой, а затем в условиях эксплуатации. Измеряют относительную деформацию опоры у первого элемента крепления при статическом нагружении и в условиях эксплуатации. Измеряют относиЖ, 1825993 А 1 тельную деформацию опоры у второго элемента крепления при статическом нагружении и в условиях эксплуатации. Определяют коэффициент распределения нагрузки между элементами крепления при статическом нагружении и в условиях эксплуатации. При статическом нагружении конструкции вектор поперечной сосредоточенной силы перемещают параллельно опоре и измеряют его перемещение. За координату равнодействующей эксплуатационной нагрузки принимают положение вектора поперечной сосредоточенной силы, соответствующего равенству коэффициентов распределения нагрузки между элементами крепления при статическом нагружении и в условиях экс. плуатации. Измеряют относительную деформацию опоры у первого элемента крепления при статическом нагружении конструкции поперечной сосредоточенной силой, приложенной в точке с координатой, совпадающей с координатой равнодействующей эксплуатационной нагрузки и по зависи мости определяют величину эксплуатационного момента конструкции, 3.тензорезисторами, вид свер схема нагружения испытывае . ции в условиях эксплуатации ровке, вид спереди; на фиг.З относительной деформации о менее деформируемого элем ния от перемещения вектора ной силы при градуировке сос силой одинаковой величины, на одном и том же расстояниПредлагаемый способ следующим образом,1825993 Затем при статическом нагружении конструкции вектор поперечной сосредоточенной силы Рст перемещают параллельно опоре и измеряют его перемещение, После этого строят зависимости Кст = Цх) и е 1 ст = -11(х), где х - перемещение вектора сосредоточенной силы. Из зависимости Кст = Ь(х) определяют перемещение Хэ (положение) вектора силы Рст. при котором Кст = К (см, фиг.3), Указанное перемещение Хз вектора сосредоточенной силы Рст принимают за координату равнодействующей эксплуатационной (инерционной цин) нагрузки Вэин (см.фиг,2); При этом относительную деформацию опоры у первого элемента крепления измеряют при статическом нагружении поперечной сосредоточенной силой, приложенной в точке с координатой,совпадающей с координатой равнодействующей эксплуатационной нагрузки.Для определения величины эксплуатационного момента сначала получают формуДля определения координаты эквивалентной инерционной нагрузки (равнодействующей эксплуатационной нагрузки) и повышения точности тензорезистором 2; который наклеивают до испытаний на опоре у второго элемента крепления (у задней ско бы)(см.фиг, 1), измеряют относительнуюдеформацию опоры у второго элемента крепления при статическом нагружении ( йст) и в условиЯх эксплУатаЦии ( Егвах). По РезУльтатам измерения относительной деформации опоры у обоих элементов крепления определяют коэффициент распределения нагрузки между элементами крепления при статическом нагружении и в условиях эксплуата ции. Учитывая, что относительная деформация опоры в любой точке связана с каждой из нагрузок, передаваемой от испытываемой конструкции на опору через соответствующий элемент крепления, линейной зависимостью коэффициент распределения нагрузки определяют по формулам: лы, по которым определяют составляющие (части) эксплуатационного момента и момента при статическом нагружении, переда- ВаЕМЫЕ ЧЕРЕЗ ПЕРВЫЙ (М 1 э И М 1 ст) И ВтОРОй 25(М 2 э и М 2 ст) элементы крепления, Поскольку относительная деформация опоры в любой точке связана с каждой составляющей момента, передаваемой от испытываемой конструкции на опору, линейной зависимостью, то 30 где М 1 э и Мгэ. часть(составляющая) эксплуатационного моментаМз, передаваемая соответственно через первый и второй элементы крепления,М 1 ст. И Мгт, - ЧаСтЬ (СОСтаВЛяЮщая) МО- мента Мст = Рст 1 при статическом нагружении, передаваемая соответственно через первый и второй элементы крепленияМ 1 э М 2 э М 1 ст МгстЕ 1 вах, Е 1 взх Е 1 ст И Е 1 ст относительная деформация опоры у первого элемента, вызванная соответственно мо- МЕНтаМИ М 1 з И М 2 з В уСЛОВИяХ ЭКСПЛуатацИИ и моментами М 1 ст и Мгст, при статическом егст- относительная деформация опоры у второго элемента, вызванная соответст- ВЕННО МОМЕНтаМИ М 1 э И М 2 з В УСЛОВИЯХ эксплуатации и моментами М 1 ст и Мгспс при статическом нагружении, С 1, С 2, Сз, и Са - коэффициенты, связывающие относитемль- НЫЕ РЕфОРМаЦИИ Е 1 вах, Е 1 взх1 э 2 зМ э М 2 эЕгвзх И Егвзх С ВЫЗВаВШИМИ ИХ МОМЕНао 45 5055 Е 1 ст, , Е 1 тахКст = - Йст.Е 2 вах. 3Для определения эксплуатационного момента конструкции на опоре, посредством которой и двух элементов крепления, например передней и задней скоб, испытуемую конструкцию основанием закрепляют в узле машины. У первого (более деформируемого) из элементов крепления (у передней скобы) наклеивают тензорезистор 1 (фиг.1), Испытываемую конструкцию статически нагружают поперечной сосредоточенной силой Рст на заданном расстоянии от опоры (см. фиг.1). Затем конструкцию нагружают в условиях эксплуатации, При этом измеряют относительную деформацию опоры у первого из элементов крепления при статическом нагружении е 1 с и в условиях ЭКСПЛУатаЦИИ Е 1 взх, ПО РЕЗУЛЬтатаМ ИЗМЕ- рений определяют момент инерционных сил (эксплуатационной нагрузки) относительно опоры,где Кст и К - коэффициенты распределения нагрузки между элементами крепления соответственно при статическом нагружении и в условиях эксплуатации;Е 1 ст И Е 1 вах - ОтНОСИтЕЛЬНаЯ ДЕфОРМация опоры у первого элемента крепления соответственно при статическом нагружении и в условиях эксплуатации;Егст И Е 2 вах ОТНОСИТЕЛЬНдЯ.ДЕфОРМдция опоры у второго элемента крепления соответственно при статическом нагружении и в условиях эксплуатации,5 10 15таМИ М 1 а И М 2 э В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУатаЦИИ, ПРИэтом укаэанные коэффициенты справедливы и в случае статическогонагружения, таккак при статическом нагружении моментМст, передается на опору через те же элементы крепления, что и в условиях эксплуатации,С учетом принципа суперпоэиции (наложения)М 1 э М 2 эЕ 1 вах" Е 1 ваХ + Е 1 вэх1 1-М 1 э+ - МгэМ 1 э М 2 э- МЬ+ -Мгэ,Е 1 СТ Е 1 СТ + Е 1 СТМ 1 СТ+к-М 2 СТ;1 1М 1 ст + М 2 стМ 1 ст + дг - М 2 СТ3 41ГДЕ . Е 1 вах и Е 2 вах - СУММаРНаЯ ОтНОСИтЕЛЬ- ная деформация опоры соответственно у первого и второго элементов крепления в условиях эксплуатации,Е 1 СТ И Егст - СуММарНая ОтНОСИтЕЛЬНая деформация опоры соответственно у первого и второго элементов крепления при статическом нагружении.Разрешая приведенные уравнения от- носительно М 1 э, Мгэ, М 1 ст и Мгст., получают1 1 1М 1 э - (.с- Е 1 вах - .л-Йвах )=Е 1 вах 1 1 1О (С 4 К С 2)1 1 1М 2 э у (к- Е 2 вах - г.Е 1 вах )=( ---- )О С 4 Кст С 21 1 1Мгст. ф ( с- Егст -Ест )=Е 1 ст 1 1 1О Кст С СЗгде О1 1СС 4 С 2СзС учетом условий равновесияМэ М 1 э+Е 1 вах 1 1 1 1О Сз С 4 К С 1 С 2Мст Рст 1 М 1 ст + МглЕ 1 ст. 1 + 1 1 1О СЭС 4 Кст С 1 С 250 лича ющийс я тем,что, с целью повышения точности за счет возможности определения координаты равнодействующей эксплуатационной нагрузки, измеряют относительную деформацию опоры у второго элемента крепления при статическом нагружении и в условиях эксплуатации определяют коэффициент распределения нагрузки между элементами крепления по формуламЕ 1 ст, Е 1 тахлст =Е 2 стР 2 щах При положении силы Р , в котором Кс- "К и которое соответствует положению равнодействующей Вин и эксплуатационной нагрузки, последнее выражение принимает виддст. 1 1 1 1ОСз С 4 К(С Сг)где еэ 1 ст - относительная деформация опоры у первого элемента, соответствующая 10 положению силы Рс с координатой, равнойкоординате равнодействующей Ваин.Разделив левые и правые части выражений для Мэ и Уст, получают выражение Ма = -РСТ.Е 1 вэх, используя которое опреде Естляют величину эксплуатационного момента конструкции.Таким образом, заявленный способ позволяет определить координату равнодей ствующей эксплуатационной нагрузки,приложить поперечную сосредоточенную силу при статическом нагружении в точке с координатой, равной координате равнодействующей эксплуатационной нагрузки, тем самым создать в опоре при статическом нагружении напряженно-деформированное состояние, идентичное эусплуатационному.Это позволяет исключить погрешность определения эксплуатационного момента конструкции, обусловленную несоответствием напряженно-деформировгнных состояний опоры в условиях эксплуатации и при статическом нагружении, что повышает точность определения эксплуатационного момента конструкции.35 Формула изобретенияСпособ определения эксплуатационного момента конструкции, заключающийся в том, что закрепленную основанием посредством опоры и двух элементов конструкцию 40 на заданном расстоянии от опоры нагружаютстатически поперечной сосредоточенной силой, а затем нагружают в условиях эксплуатации, измеряют при статическом нагружении и в условиях эксплуатации относительную деформацию опоры у первого из элементов крепления и определяют эксплуатационный момент конструкции, о тгде Кст, и К - коэффициенты распределения нагрузки между элементами крепления соогвтственно при статическом нагружении и в условиях эксплуатации;81 ст и Ю макс относительная деформация опоры у первого элемента крепления соответственно при статическом нагружении и в условиях эксплуатации;е хсзр и е 2 маркс- относительная деформация опоры у второго элемента крепления 1 О соответственно при статическом нагружении и в условиях эксплуатации,затем при статическом нагружении вектор поперечной сосредоточенной силы перемещают параллельно опоре и измеряют его перемещение, при этом за координату равнодействующей эксплуатационной нагрузки принимают положение вектора поперечной сосредоточенной силы, при ко- ь тором Кст " К, измеряют относительную де. Формацию опоры у первого элемента 20 крепления при статическом нагружении конструкции поперечной сосредоточенной силой, приложенной в точке с координатой, совпадающей с координатой равнодействующей эксплуатационной нагрузки, а величину эксплуатационного момента определяют по формулеМэ- РСТгде М - величина эксплуатационного мо-, мента конструкции;Рст и - величина поперечной сосредоточенной силы и координата точки ее приложенил от опорыри статическом нагружении:Аст - относительная деформация опоры у первого элемента при статическом нагружении конструкции поперечной сосредоточенной силой, приложенной в точке с координатой. совпадающей с координа-. той равнодействующей эксплуатационной нагрузки.1825993 Ф /консщруицою у Составитель В.КадуТехред М. Моргента Корректор М Ткач Редакт кова водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 эказ 2315 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5