Способ определения начальных упругих деформаций в твердом теле Советский патент 1986 года по МПК G01B7/16 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения напряжений посредством тензометрических датчиков деформаций и может быть использовано при неразрушающем контроле начальных упругих напряжений в твердых телах. Целью изобретения является сохранение целостности исследуемого тела при испытании за счет использования розетки из четырех тензорезисторов с разными значениями тензочувствительности и измерения линейно-независимых полей деформации, созданных соответствующим нагружением тела. На чертеже представлена схема ра положения четырех тензорезисторов н исследуемом твердом теле. Способ осуществляется следующим образом. На плоской йоверхности тела уста навливают розетку из четырех тензорезисторов 1 - 4, не имеющих поперечной чувствительности и ориентиро ванных так, что их продольные оси н коллинеарны ни для какой пары тензо резисторов. Тензорезистор 1 распола гается под углом о, к тензорезистор 4, а тензорезисторы 2 и 3 - соответ ственно под углами и сх к тензорезистору 4. При этом в розетке используют тензорезисторы по крайней мере двух различных значений тензочувствительности и располагают их так, чтобы выполнялось соотношение §1 + г. S1 S-i Jj О S , Sj, -S, S - соответственно тензочувствительности тензорези торов 1, 2, 3 и 4; -fbl. sin sinr5i+ о(р Z H jlEiBiSj.i siflil. , sin о/ sin oij В Eisi2lifbl Sil : li ilj .il sin of sin(d4+ ) Измеряют исходные сопротивления тензорезисторов 1, 2, 3 и 4, а зате напряженное состояние тела изменяют три раза приложения к нему в пределах упругих деформаций таких нагрузок, которые создают в теле ли нейно-независимые поля деформаций, и каждый раз измеряют сопротивления 8 тензорезисторов. Полученные данные используют для решения системы уравнений, связывающих приращения сопротивлений тензорезисторов 1, 2, 3 и 4 относительно их исходного состояния с чувствительностямн S,-, S, S., и S тензорезисторов и углами с., , о , otj и их взаимной ориентации. Расположение тензорезисторов в соответствии с указанным соотношением параметров и требованием недопущения коллинеарности любых двух тензорезисторов гарантирует то, что в составленной системе уравнений не будут встречаться тождественные уравнения, вследствие чего такая система имела бы бесчисленное множество решений, Другим необходимым условием для решения системы уравнений является создание трех линейно-независимых полей деформаций. При этих условиях становится возможным о.пределение начальных упругих деформаций в твердом теле без нарушения целостности исследуемого тела при испытании, что особенно важно для расширения области применения способа на ответственные интенсивно нагруженные конструкции машин и механизмов. Кроме того, при использовании предлагаемого способа не требуется применения специализированной аппаратуры, он может быть реализован на широко распространенной тензометрической аппаратуре. Решение уравнений может осуществляться на универсальных, или специализированных электронных вычислительных машинах. Использование предлагаемого способа позволяет более точно определять исходное напряженное состояние конструкций, запас прочности конструкции при различных нагрузках и путем более рационального использования несущей способности конструкционных материалов, что уменьшает материалоемкость и повышает эксплуатационную надежность этих конструкций. Формула изобретения Способ определения начальных упругих деформаций в твердом теле, заключающийся в том, что на плоской поверхности тела устанавливают розетку из четырех тензорезисторов, не имеющих поперечной чувствительности и ориентированных так, что их продольные оси не коллинеарны ни для какой 31 пары тензорезисторов, измеряют исходные сопротивления тензорезисторов изменяют напряженное состояние тела и вновь измеряют сопротивления тензо резисторов, а по совокупности измеренных значений сопротивлений тензорезисторов определяют начальные упру гие деформации, отличающий с я тем, что, с целью сохранения целостности исследуемого тела при испытании, в розетке используют тензорезисторы по крайней мере двух различных значений тензочувствительност и располагают их так, чтобы выполнялось соотношение BI. 1. BL Вг s; S 82 S S R sis ji-:5inl°il°j). sin o(,-sin(o(,+o(jp В lEiBEb-EiBifLslfliifjl. sin il;i-sino j В 51312 1 11510 11 гЧз1 2 s ind,-s in (0(.7 , , В - коэффициенты взаимной ориентации первых трех тензорезисторов относительно четвертого; |, 82, Sj., 84 - величины тензочувствительноститензорезисторов} , o(j , , с - углы между каждым из первых трех тензорезисторов и четвер- . тым тензорезистором, ряженное состояние тела изменяют аза путем приложения к нему в лах упругих деформаций таких зокj которые создают в теле ли-независимые поля деформации.

Изобретение относится к способам определения начальных упругих напряжений посредством тензометрических деформаций. Цель изобретения - сохранение целостности исследуемого тела при испытании, что достигается расположением четырех тензорезисторов с разной тензочувствительностью под такими углами друг к другу и созданием трех таких линейно-независимых полей деформаций, которые исключали бы появление дублирующих результатов измерений. При выполнении этих условий система уравнений, связыванщих между собой приращения сопротивлений тензорезисторов 1, 2, 3 и 4, имеет решение, что позволяет определить начальные упругие напряжения. Три линейно-независимых поля деформации в исследуемом теле создают приложением соответствукщих нагрузок в пределах упругих деформаций тела. 1 ил.