Тензометр Советский патент 1988 года по МПК G01B7/16 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к трехком- понентным электромеханическим тензометрам для измерения деформаций композитных материалов.

Цель изобретения - повышение точности и снижение разброса показаний при исследовании линейных и сдвиговых деформаций..

На фиг. 1 изображен предлагаемый тензометр, общий вид; на фиг. 2 - опорный узел тензометра (узел I на фиг. 1).

Тензометр содержит Г-образное основание 1, две измерительные ножки

2и 3, закрепленные на основании в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, опорную ножку 4, закрепленну на основании на линии пересечения плоскостей, перпендикулярных упомянутым и проходящих через продольные оси измерительных ножек. Тензометр содержит опорные узлы 5 по числу ножек. Каждьй из опорньк узлов 5 выполнен в виде призмы 6 со сферически углублением 7 на одном ее основании для размещения ножек тензометра и трех опор 8-10 на другом ее основании. Жесткость первой опоры меньше жесткости второй опоры в одном направлении, жесткость третьей опоры меньше жесткости второй в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Измерительная ножка 2 выполнена в виде тензобалки 11, а измерительная ножка

3выполнена в виде пары тензобалок 12 и , последовательно соединенных так, что оси наименьшей жесткости тензобалок взаимно перпендикулярны. Опоры 8-10 имеют установочные элемен ты 14.

Тензометр работает следующим образом.

На исследуемьй материал 15 устанавливают опорные узлы 5 так, чтобы установочные элементы 14 опор 8-10 были перпендикулярны направлению армированного слоя исследуемого материала 15. В сферические углубления 7 устанавливают опорную ножку 4 и измерительные ножки 2 и 3, после чего весь тензометр при помощи упругих элементов (не показаны) закрепляют на образце.

При создании в исследуемом материале плоского напряженно-деформированного состояния возникают продольные 5у , поперечные и и сдвиговые

0

5

0

J5 хи деформации. При зтом происходит изменение первоначальных углов армирования слоев композита, в том числе и верхнего. Кроме того, из-за малой прочности слоев в поперечном направлении между волокнами возникают трещины, являющиеся причинами значительных локальных деформаций. Все вьшге- описанные явления, возникающие в зоне опорных узлов, компенсируются в последних и не приводят к искажению показаний измеряемых величин.

Так, например, благодаря малой жесткости в двух направлениях опоры 10 при образовании трещины в зоне между ней и опорой 8 происходит перемещение опоры 9 в направлении, перпендикулярном волокнам, а проскальзывания опоры 8 не происходит. Изменение угла армирования во время нагру- жения приводит к возникновению между волокнами слоя сдвиговой деформации, которая компенсируется перемещением опор 9 и 10. Отсутствие игольчатых окончаний в опорном узле и расположение призматических, установочных элементов 14 опор 8, 9 и 10 перпендикулярно направлению армирования предотвращает попадание последних в образовывающиеся трещины. Таким образом, на опорный узел 5, а следовательно, и на углубление 7 передается

5 перемещение испытываемого образца без накладки эффектов локальных деформаций. Поперечную деформацию fj. будет фиксировать тензобалка 11, так как в зтом направлении она имеет

0 малую жесткость. Продольную деформацию 6х будет фиксировать тензобалка 12. При этом тензобалка 13 изгибаться в этом направлении не будет, так как она имеет значительно большую

5 жесткость, чем тензобалка 12. Изменение прямого угла, т.е. сдвиговую деформацию у щбудет фиксировать тензобалка ТЗ. При этом тензобалка 12 от этой составляющей деформации изгибаться не будет, так как она имеет в этом направлении значительно боль-.- шую жесткость, чем тензобалка 13. Наличие точечного контакта между опорными узлами и ножками тензометра исключает передачу на последние локальных сдвиговых деформаций, связанных с поворотом опорных узлов при нагружении испытываемого образца.

0

5

Формула изобретения

Тензометр, содержащий основание, две измерительные ножки, закрепленны на основании в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, опорную ножку, закрепленную на основании на линии пересечения плоскостей, перпендикулярных упомянутым и проходящих через продольные оси измерительных ножек, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и снижения разброса показаний при исследовании линейных и сдвиговых деформаций, он снабжен опорными узлами по числу ножек, каждый из которых вьтолнен в

виде призмы со сферическим углублением для размещения ножек тензометра на одном из ее оснований и трех опор,

расположенных на другом ее основании, жесткость первой опоры меньше жесткости второй опоры в одном направлении, жесткость третьей опоры меньше жесткости второй в двух взаимно перпендикулярных направлениях, основание тензометра выполнено Г-образным, одна измерительная ножка выполнена в виде тензобалки, а другая - в виде пары тензобалок, последовательно соединенных так, что оси наименьшей жесткости тензобалок взаимно перпендикулярны.

Изобретение относится к измерительной технике, к трехкомпонентным электромеханическим тензометрам для измерения деформации композитных материалов. Целью изобретения явЛяет- сА повышение точности и снижение разброса показаний при исследовании ли нейных и сдвиговых деформаций.. На исследуемый материал 15 тензометр устанавливают через опорные узлы 5, число которых равно числу ножек 2, 3, 4. Все искажения поверхности материала 15 в зоне опорных узлов 5 компенсируются в последних и не искажают показаний тензометра. Поперечную деформацию фиксирует тензобалка 11, продольную - тензобалка 12, а сдвиговую деформацию - тензобалка 13. 2 ил.

gjus.Z