Способ измерения шероховатости Советский патент 1988 года по МПК G01B13/22 

/

«о

/

О)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля шероховатости анизотропных материалов. Цель изобретения - повышение точности измерения при больших скоростях потока путем интегральной оценки взаимодействия образца с потоком газа или жидкости. Контролируемый и эталонный образцы обдувают потоком газа или жидкости, термостатируют их поверхности, измеряют разности сил трения и тепло-- вых потоков от них и по этим разностям и зависимостям трения и тепловых потоков от шрроховатости определяют эквивалентную песочную шероховатость. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

/

/ /

ю

О9 и

оо

3 7

114

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля шероховатости анизотропных материалов, например углеродных композитных материалов.

Цель изобретения - повышение точности измерения при больших скоростях потока путем интегральной оценки взаимодействия образца с потоком газа или жидкости.

На чертеже изображено устройство для реализации предлагаемого способа

Устройство содержит корпус 1, основания 2 и 3 для размещения эта- лонного образца 4 и контролируемого образца 5 соответственно, измерительное коромысло 6, связанное упругими связями 7 с основаниями-2 и 3, датчик 8 силы, привод 9 коромысла и подвеску 10. Образцам А и 5 придана одинаковая округлая форма, что облегчает поворот контролируемого образца 5 по стрелке А (в плоскости чертежа)

Корпус 1 имеет форму клина, заостренного навстречу потоку V, причем плоскость с основаниями 2 и 3 совпадает с плоскостью движения потока (плоскостью чертежа).

Приводом 9 создают заданную силу поджатия оснований 2 и 3 к корпусу 1, Направляют вдоль образцов 4 и 5 поток газа или жидкости и определяют положение образца 5 относительно направления движения потока V, например по риске на образце. Под действием сил трения потока об образцы предварительное поджатие оснований к корпусу меняться. С помощью датчика 8 измеряют разность сил трения. Контролируемый образец 5 поворачивают в плоскости движения потока в новое положение, которое определяют относительно направления V движения потока, и повторяют измерение разности сил трения. Степенча1Ъ1Й поворот образца- и измерение повторяют до получения максимальной и минимальной сил трения.

ACfjAfCRf, . ) + В,(1)

Cf

где R.

шер

-

шер местное число

ер

А и В

Рейнольдса, за характерный pia3- мер в которЛм взята высота элементов песочной шероховатости; - эмпирические кон станты;

82

С - коэффициент со- противления гидравлически гладкой поверхности (известная величина).

Если при измерениях окажется, что разность сил сопротивления трению испытуемого и эталонного образцов равна нулю, то в этом случае будут равны и их осредненные по S коэффициенты сил трения ( CpdS), поэтому эквивалентные параметры шероховатости испытуемого образца совпадают с эталоном.

При наличии измеренной конечной величины силы /(F из уравнения (1) получим (при условии равенства площадей образцов)

f(R

оБр

.Л

) f(R- ) .r(2)

Ч

эт

A-F

тр. о

где CfjdS - известна. Так как функции f ( ) известен (например, f(, ) InRe - - 2,3), то из формулы (2) можно аналитически вывести значение , соответствующее эквивалентной песочной шероховатости.

Для повышение точности определения шероховатости в процессе измере-- ния термостатируют внешние поверхности образцов 4 и 5, например подогревают с помощью кварцевой лампы (не показана) по показаниям, например, инфракрасных дистанционных датчиков температуры (не показаны) и измеряют разности тепловых потоков от них, например с помощью калориметров (не показаны). По этим разностям с помощью зависимостей, аналогичных формуле (2), уточняют интегральное значение песочной шероховатости контролируемого образца.

Параметры эквивалентной песочной шероховатости эталонного образца.

выбирают таким образом, чтобы коэффициент силы трения его заведомо лежал в диапазоне изменения коэффициента трения Со контролируемого образца.

Интегральный характер зависимостей сил трения тепловых потоков образцов от шероховатости их поверхности позволяет с высокой точностью определить эквивалентную песочную шероховатость контролируемого образца и, кроме того, при необходимости - все локальные характеристики шерохо- ватости, осредненные по характерной площади S поверхности образцов, на5 денной из испытаний по значению среднего периода структуры шероховатости ( S ) .

Формула из обретения

1, Способ измерения шероховатости, основанный на измерении параметров взаимодействия контролируемого и эталонного образцов с потоком газа или жидкости и определении по их значениям параметров песочной шероховатости, о тличающийся тем, что, с целью повьш1ения точнос- ти измерения при больших скоростях потока, контролируемый образец стуСоставитель В.Гордеев Редактор А.МаковскаяТехред А.КравчукКорректор В.Бутяга

Заказ 3782/41

Тираж 680

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

пенчато поворачивают в плоскости движения потока газа или жидкости, определяют положение образца относительно направления движения потока и в каждом положении измеряют разность сил трения потока о контролируемый и эталонный образцы, находят положения контролируемого образца с максимальной и минимальной разностями сил трения и по ним определяют изменение эквивалентной песочной шероховатости,

Подписное