Способ определения нормальных и касательных напряжений по заданному направлению в контрольных точках объекта из листового анизотропного материала Советский патент 1987 года по МПК G01B7/16 

Изобретение относится к технике измерения деформаций и напряжений и предназначено для использования при экспериментальных исследованиях прочности машин различных видов и других инженерных объектов.

Цель изобретения - снижение трудоемкости испытаний волоконных материалов при многотбчечных измерениях за счет сокращения числа используемых тензорезисторов и каналов электронной аппаратуры.

На чертеже изображена схема установки тензорезисторов на объект исследования.

На схеме заданы линия 1 разметки (направление, по которому необходимо найти нормальные и перпендикулярные к нему касательные напряжения) и направление 2 волокон верхнего слоя материала. На объекте закреплены два тензорезистора 3 и 4 под углами a|Ji и i|)2 к заданному разметкой направлению.

Способ осуществляют следующим образом.

До испытаний на образце из того же материала, что и объект, под разными углами (с щагом 10-20°) к направлению волокон верхнего слоя устанавливают тензорезис- торы. Наносят на образец угол, равный углу Р между заданным на объекте линией разметки направлением и направлением волокон верхнего слоя материала, как показано па чертеже. Затем к образцу прикладывают усилие, перпендикулярное линии разметки.

По показаниям тензорезисторов при на- гружении образца аппрокси.мируют их методом наименьших квадратов или другим спо- соб.ом, находят угловое положение особых осей, для которых деформации от приложенной нагрузки минимальны. Отмечают углы и i|52, составляемые особыми осями с направлением, определенным линией разметки. Далее на образце устанавливают два тензорезистора с осями, параллельными особым осям. К образцу прикладывают усилия в направлении линии разметки и пару сил, создающую напряжения сдвига, и определяют коэффициенты, входящие в аналитические выражения градуировочных характеристик:

e,/ji,ax + fei2Tx,,.;

Б2 Й2|СГх |- ,

где 81 и 62 - относительные удлинения, измеренные обоими тензорезисто- рами;

Oj: и т:ху - нормальное и касательное напряжения при градуировке;

k, fel2, k.2,

/222 - коэффициенты пропорциональности.

В основном эксперименте на объекте в каждой контрольной точке устанавливают по два тензорезистора 3 и 4 под найденными углами ij5i и г|)2 к линии 1 разметки, проводят испытания и по найденным градуи- ровочным характеристикам определяют искомые нормальные и касательные напряжения сгл: и 1ху по формулам

2-&2ki2, )

10

ZZiL iEl k ik: 2-/е12/г2

где EI и 82 - относительные удлинения, измеренные тензорезисторами 3 и 4. Использование предлагаемого способа для определения нормальных и касательных напряжений по заданному направлению в контрольных точках объекта из листового анизотропного материала позволяет на 30% сократить число используемых на объекте тензорезисторов и сопряженных с ними каналов электронной аппаратуры, что существенно облегчает проведение измерений в местах, где возможности размещения тензорезисторов и подвода к ним кабельной сети ограничены по условиям проведения испытаний.

Формула изобретения

0

Способ определения нормальных- и касательных напряжений по заданному направQ лению в контрольных точках объекта из листового анизотропного материала, заключающийся в том, что на объекте закрепляют под различными углами тензорезисторы и по их показаниям определяют напряжения, отличающийся тем, что, с целью снижения тру5 доемкости испытаний волоконных .материалов при многоточечных измерениях за счет сокращения числа используемых тензорезисторов и каналов электронной аппаратуры, определяют на объекте угол между заданным размоткой направлением и направлением волокон верхнего слоя материала, изготавливают из того же материала образец, наносят на нем под этим углом линию разметки, наклеивают на образец под различными углами относительно линии разметки тензорезисг торы, нагружают образец усилием, перпендикулярным линии разметки, по показаниям тензорезисторов определяют относительно линии разметки угловые положения особых осей, для которых деформации от этой силы минимальны, на образец и на объект по на0 правлениям особых осей наклеивают по два тензорезистора на каждую точку объекта и на образец, последовательно прикладывают к образцу усилия в направлении линии разметки и пару сил, создающую напряжения сдвига, измеряют градуировочные характе5 ристики тензорезисторов в обоих случаях нагружения образца и определяют напряжения на объекте с учетом полученных градуировочных характеристик.

Способ относится к технике измерения напряжения и дефор.мацйй и может быть использован для определения нормальны.х к касательных напряжений по заданному направлению в контрольных точках объекта из листового анизотропного материала. Цель изобретения - снижение трудоемкости испытаний волоконных материалов при многоточечных из.мсрениях за счет сокращения числа используемых тензорезисторов и каналов электронной аппаратуры. Это достигается проведением предварительных исс,1едований положения особых осей, для которых деформации от силы, действующей перпендикулярно заданному направлению, минимальны, на образцах из того же материала. На образце и на объекте наносят но заданному направлению 1 относительно направленпя 2 волокон верхнего моя линию разметки. На образец нак.1енвают под различными углами тензорезисторьк а носле исс,тедования но,к)- жен 1я особых ocei i - два тензорезистора по направлениям этих осей и енимаю 1 гра- дуировочные характерггстикн образца при действии снгы и момента. По }1аправ, 1ению осей на объект наклеивают тензо- резисторы 3 и 4 и их показания ровывают с учетом ранее полученных градуи- ровочных характеристик. Способ экономит до 30% требуемого количества тензорезисторов и каналов измерения. 1 ил. S (Л , оо 01 о 4 00 ю .