Способ определения температурных напряжений в конструкциях поляризационно-оптическим методом Советский патент 1988 года по МПК G01B11/16 

11

Изобретение относится к исследованию температурных напряжений поля- ризационно-оптическим методом на моделях из замораживаемого оптически чувствительного материала.

,Цель изобретения - повьшение точности путем полного воспроизведения температурного нагружения.

На фиг. 1 изображена модель конструкции кронштейна и схема разбиения модели на элементы; на фиг, 2 - схема разбиения модели конструкции кронштейна на элементы в сечении ABCDj на фиг. 3 - схема разбиения модели конструкции кронштейна на части в сечении ABCD; на фиг. 4 - схема приклеивания металлических пластин к элементам модели конструкции кронштейна в сечении ABCD; на фиг. 5 - схема разбиения на элементы дополнительной модели в сечении ABCD; на фиг. 6 - схема приклеивания металлических пластин к элементам дополнительной модели в сечении ABCD.

Способ осуществляют (на примере определения термоупругих напряжений в конструкции кронштейна) следующим образом.

Кронштейн (фиг. 1) неравномерно нагрет трехмерным температурньм полем, величины температур которого в сечении ABCD (фиг. 2)- приведены в табл. 1.

По этому температурному полю определяют температурное поле модели (табл. 2).

Из условия, что минимальная температура в модели равна температуре стеклования (), а максимальная - температуре высокоэластичного состоя ния () оптически чувствительного материала модели, изготавливают части модели конструкции. Каждую част модели выполняют составной из отдельных элементов, которые скрепляют между собой так (фиг. 3), чтобы по крайней мере один элемент части модели имел поверхность, совпадающую с соответствующей внешней поверхностью конструкции. К каждому элементу части модели на все свободные после скреплений поверхности, кроме совпадающей с соответствующей внешней поверхностью конструкции, последовательно приклеивают (фиг. 4) металлические пластины, каждую при температуре, соответствующей заданному темпера0

5

87

-. 5

0

5

Q -с

10 .2

турному ПОЛЮ модели табл. 2 , начиная с элемента, имеющего минимальную температуру, замораживают элементы, а после замораживания охлаждают части модели до отсоединения металлических пластин, склеивают чайти в модель конструкции кронштейна,замораживают модель и определяют температурные напряжения обычными приемами поляризационного-оптического метода . На этой составной модели определение температурных напряжений осуществляется с погрешностью вследствие того, что деформации свободного температурного расширения создают и замораживают только в поверхностях элементов, к которым приклеивали металлические пластины. Это приводит к воспроизведению свободного температурного расширения элементов только по части их поверхности и к соответствующим погрешностям напряжений в зонах модели, в которых деформации свободного температурного расширения не заморожены , т.е. вблизи поверхности элементов, по которым они скрепляются в части модели. На одной модели осуществить создание и замораживание деформаций свободного температурного расширения по всем граням внутренних элементов модели невозможно, на всю поверхность каждого внутреннего элемента необходимо наклеивать металлические пластины и заморозить в элементе деформации изменения объема, что невозможно из-за несжимаемости оптически чувствительного материала при замораживании. Поэтому изготавливают дополнительные элементы (фиг.5), подобные по форме элементам основной модели кронштейна, приклеивают металлические пластины (фиг. 6) к поверхностям элементов, соответствующим поверхностям элементов основной модели, по которым последние скреплены между собой, каждую при температуре, соответствующей заданному температурному полю, замораживают элементы, после замораживания охлаждают их до отсоединения металлических пластин, эти элементы склеивают в дополнительную модель конструкции кронштейна, замораживают последнюю, измеряют напряжения обычными приемами поляризационно-опти- ческого метода и по сумме напряжений в основной и дополнительной моделях определяют температурные напряжения в конструкциях.

Предлагаемый способ (по сравнению с известными) повьшает точность определения термоупругих напряжений в конструкциях, возникающих от трехмерных полей температур.

Формула изобретения

Способ определения температурных напряжений в конструкциях поляриза- ционно-оптическим методом, заключающийся в том, что изготавливают части модели конструкции, каждую часть модели выполняют составной из отдель- ных элементов, которые скрепляют между собой так, чтобы по крайней мере один элемент части имел поверхность., совпадающую с соответствующей внешней поверхностью конструкции, к каждому элементу части модели на все свободные после скрепления поверхности, кроме совпадающей с соответствующей внешней поверхностью конструкции, последовательно приклеивают

.

металлические пластины, каждую при температуре, соответствующей заданному температурному полю модели, начиная с элемента имеющего минимальную температуру, замораживают части модели, склеивают части в модель, за- мораживают модель и определяют температурные напряжения поляризационно- оптическим методом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем полного воспроизведения температурного нагружения, изготавливают дополнительные элементы, подобные по форме элементам основной модели, приклеивают металлические пластины к поверхностям элементов, соответствующим поверхностям элементов основной модели, по которым последние скреплены между собой, замораживают дополнительные элементы, склеивают их в дополнительную модель конструкции, замораживают последнюю, измеряют напряжения и по сумме напряжений в основной и дополнительной моделях определяют температурные напряжения в конструкциях. Таблица 1

noABCD

Фиг. 2

Изобретение относится к исследованию температурных напряжений по- ляризационно-оптическим методом на моделях из замораживаемого опти- чески-чз ствительного материала.Цель изобретения - повышение точности путем полного воспроизведения температурного нагружения. Изготавливают части модели конструкции, каждую часть модели выполняют составной из отдельных элементов, которые скреплены между собой так, чтобы по крайней мере один элемент части модели имел поверхность, совпадающую с соответствующей внешней поверхностью конструкции. К каждому элементу части модели на все свободные после скрепления поверхности, кроме совпадающей с соответствующей внешней поверхностью конструкции, приклеивают металлические пластины, каждую при температуре, соответствующей заданному температурному полю модели, начиная с элемента, имеющего минимальную температуру, замораживают элементы, охлаждают части модели до отсоединения металлических пластин, склеивают части в модель конструкции, замораживают модель и определяют температурные напряжения поляризационно- оптическим методом. Изготавливают дополнительные элементы,подобные по форме элементам основной модели,при - клеивают металлические пластины к поверхностям элементов, соответствующим поверхностям элементов основной модели, по Которым последние скреплены между собой, замораживают элементы, охлаждают их до отсоединения металлических пластин,склеивают элементь в дополнительную модель, замораживают ее и измеряют температурные напряжения. По сумме напряжений в основной и дополнительной моделях определяют температурные напряжения в конструкции. 6 ил. о (Л со СХ) СХ)

%

Фиг. if

Ч

20 21

Неталличес- нив пластины

поАдСи