Способ измерения изгибающего момента Советский патент 1983 года по МПК G01L3/00 

Изобретение относится к приборостроению, а именно к технике измерений нагрузок на силовые элементы конструкции различных устройств. Он предназначено для измерения изгибающих моментов, возникающих в деталях машин, например в валах.

Известен способ .измерения изгибаютих моментов, заключающийся в измерении изгибных деформацией бруса на продольном измерительном С участке: углов поворота и относительного поперечного перемещения концов бруса в системе координат, жестко связанной с продольной осью недеформированного бруса, через угловые и линейные перемещения- вычисляют изгибаюцие. моменты l .

Недостатком известного способа является невысокая точность измерений из-за сложности его, так как требуется регистрация трех параметров : двух углов поворота и одного линейного перег1ещения.

Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения изгибающего момента .бруса, заключающийся в измерении расстояния между первой точкой измерительного участка и касательной к упругой линии во второй точке .этого участка,определении масштабного коэффициента связи изгибающего момента с линейным расстоянием 2J .

Однако указанный способ- недостаточно точен .и сложен, так как требует определения двух масштабных коэффициентов, а также определения линейного и углового перемещения.

Цель изобретения - повышение точности и упрощение процесса измерения .

Указанная цель достигается тем, что согласно способу измерения изгибающего момента бруса, заключающемуся в измерении расстояния между первой точкой измерительного участка и касательной к упругой линии во второй точке этого участка, определении масштабного коэффициента связи изгибающего мЪмента с линейны расстоянием, дополнительно определяют линейное расстояние между второй точкой измерительного участка и касательной к упругой линии в первой точке этого участка бруса, а изгибающий MOMeH-fi определяют умножением масштабного коэффициента на сумму измеренных линейных расстояний.

На фиг. 1 изображена схема упругой линии бруса с измерительным участком; на фиг. 2 - консольный брус, нагруженный на конце поперечной нагрузки или моментом; на фиг. 3 - вид сбоку на брус с измерителями расстояний; на фиг. 4 вид сверху на брус; на фиг. 5 вид вдоль на бруса.

На чертежах обозначены упругая линия 1 Ъруса, касательная 2 к упругой линии 1 в точке А , касательная 3 к упругой линии 1 в точке б бруса 4, опоры 5 и б, гибкие связи 7, зубцы 8 опор 5 и 6, гибкие перемычки 9, точечные упоры 10, штанги 11 и 12, сила Р, приложенная к брусу на расстоянии L от точки Ь, изгибающий момент М, база измерения а, расстояние 2 между расчетной заделкой бруса и сечением приложения внешних силовчх факторов, расстояние 6 от точки R до касательной 2 и расстояние Sj от точки Л до касательной 3.

Устройство, реализующее . предлагаег тй способ, содержит два измерителя, расположенных -по бокам бруса. Каждый измеритель содержит на бо.ковой поверхности бруса 4 опоры 5 и б, ориентированные по нейтральной плоскости бруса 4 в точках А и В на концах продольного измерительного участка длиной а. Опоры 5 и б прикреплены к брусу 4 гибкими связями 7. Каждая опора 5 и б выполнена в виде жесткой двухзубцовой вилки С зубцами-шипами 8, которая для придания ей устойчивости пластичатыми пружинами - гибкими перемычками 9 соединена с точечными упорам 10 со скругленными тупыми вершинами Опора 5 и б с зубцами 8 является эквивалентом ножевой опоры. К опоре 5 в Направлении опоры б жестко прикреплена штанга 11, а к опоре б в направлении опоры 5 - штанга 12. 7 Устройство содержит также не показаные на чертежах в целях их упрощения оптические измерители расстоя.ний между опорой 5 и штангой 12, между опорой б и штангой 11.

Перед.проведением измерений определяют масштабный коэффициент К экспериментально или расчетным путем.

Экспериментально масштабный коэффициент К определяют следующей совокупностью операций: нагружают бру 4 известной тарирово ной нагрузкой поперечной.силой Р на расстоянии L не менее высоты бруса от второй опоры б и измеряют расстояния .6, и между штангами 11 и 12 и опорами 5 и 6, вычисляют масштабный коэффициент по формуле

К

64, + 6,

где Мдв - P(L + а/г).Если в ненагруженном состоянии бруса имеются ненулевые расстояния 540 и между штангами 11 и 12 и опорами 5 и б, то масштабный коэффициент вычисляют по формуле

М

Ае

К

5.-t ,0-520 Ограничение на минимальное расстояние L накладнвают в соответстви с принципом Сен-Венана. Расчетным путем масштабный коэЛфициент определяют по формуле --|ЬИзмерение по предлагаемому способу производят следующим образом: при нагружении бруса неизвестной подлежащей измерению нагрузкой измеряют линейные расстояние 8 между первой штангой 11 и второй опорой 6 (между точкой Б на упругой линии 1 и касательной 2 к упругой.линии 1 в точке А) и 8 между второй штангой 12 и первой опорой 5 (между точкой Д на упругой линии 1 и касательной 3 к упругой линии 1 в точке Ь) по нормалям к штангам 11 и 12 (по нормалям к касательным 2 и 3). По результатам измерений расстояний -Ь и рассчитывают изгибающий момент Мдб в среднем между опорами в поперечном сечении бруса по формуле ЛБ 1 1 Если в ненагруженном состоянии бруса имеются ненулевые расстояния и между штангами. 11 и 12 и опорами 5 и 6, то изгибающий момент рассчитывают по формуле Кб, + KSj - К6,0 - кВгоПредлагаемый способ позволяет измерять изгибающий момент с большей точностью при упрощении процесса измерения в целом.

СПОСОБ.-.ИЗМЕРЕНИЯ ИЗГИБАЮЩЕГО МОМЕНТА бруса, заключающийся в измерении расстояния между первой точкой измерительного участка и ка сательной к упругой линии во второй точке этого участка, определении .масштабного коэффициента связи изгибающего момента с линейным рас.стоянием, отличающийся тем, что, с целью повьпиения точности и упрощения процесса измерения, дополнительно определяют линейное расстояние между второй точкой измерительного участка и касательной к упругой линии в первой точке этого участка бруса, a изгибающий момент определяют умножением масштабного коэффициента на сумму измеренных линейных расстояний. сд со

7ч

S/

Ф1/гЛ

5Л

Фиг. 5