Поляризационно-оптический способ определения температурных деформаций и напряжений в конструкции Советский патент 1991 года по МПК G01B11/18 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании температурных деформаций и напряжений поляризационно-оптическим методом на моделях из замораживаемого оптически чувствительного материала.

Целью изобретения является расширение области применения путем обеспечения определения деформаций и напряжений от двух- и трехмерных температурных полей в оболочечных конструкциях сложной формы.

На фиг. 1 показана оболочечная конструкция; на фиг. 2 - схема разбиения ее в сечении АВСД на элементы с постоянной температурой; на фиг. 3 - заготовки элементов и схемы их нагружения; на фиг. 4 - элементы с замороженными деформациями перед склейкой в модель.

Заготовки постоянной толщины, имеющие простые формы и соответствующие им элементы, обозначены позициями 1-20. В их число входят плоские пластины 7, 8. 13 и 14, цилиндрические сегменты 9 - 12, имеющие одинаковую толщину и разные радиусы кривизны, и сферические сегменты 1 - б, 15 - 20, имеющие одинаковую толщину и разные радиусы кривизны. Буквами обозначены: сечение АВСД, радиусы R, и нагружающие усилия Pi, NI, QI, где i - число, которым обозначена заготовка. В табл. 1 приведены значения температур для элементов 1-20.

Os ГО О 00

ю VJ

В табл. 2 приведены соответствующие температурные деформации модели для элементов 1-20.

Способ осуществляют следующим образом.

Разделяют конструкцию на элементы 1-20 так, чтобы каждый из них вписывался в наиболее близкую к нему по конфигурации и объему одну из простых форм. Изготавливают из оптически чувствительного замораживаемого материала заготовки 1-20 элементов 1-20 модели в виде заготовок 1-20 постоянной толщины, имеющих простые формы. Нагружают заготовки 1-20. Величину нагрузки определяют из условия равенства главных деформаций в поверхностях заготовок 1-20. В качестве простых форм берут плоские пластины 7, 8, 13, 14, цилиндрические и сферические сегменты соответственно 9-12 и 1-6, 15-20 В случае плоских пластин 7, 8, 13, 14 нагружение осуществляют двухосным растяжением (сжатием), в случае цилиндрических сегментов 9-12 - внутренним (внешним) давлением и осевым растяжением (сжатием), а в случае сферических сегментов 1-6, 15-20 - внутренним (наружным) давлением. При таком нагружении деформированное состояние заготовок 1-20 подобно деформированному состоянию, возникающему при равномерном нагреве элементов 1-20 конструкции, каждый из которых вписывается в наиболее близкую к нему по конфигурации и объему заготовку 1-20 одной из простых форм. Выбор указанных простых форм для заготовок 1-20 обуславливает незначительное влияние на точность моделирования отклонений форм элементов 1-20 от форм соответствующих им заготовок 1-20 и позволяет заморозить в заготовках 1-20 деформации, соответствующие деформациям свободного температурного расширения элементов 1-20.

Для уменьшения числа предварительно деформируемых и замораживаемых элементов 1-20 к температурной деформации модели добавляют деформации величиной 0,01 и в результате получают поле моделируемых деформаций (а Т, табл. 2).

Замораживают в заготовках 1-20 деформации, соответствующие температурным. Изготавливают из замороженных

заготовок 1-20 элементы 1-20 модели, склеивают из элементов 1-20 модель. Размораживают модель и определяют температурные деформации и напряжения.

Формула изобретения

1. Поляризационно-оптический способ определения температурных деформаций и

напряжений в конструкции, заключающийся в том, что разделяют конструкцию на элементы, изготавливают из оптически чувствительного замораживаемого материала заготовки элементов модели конструкции, нагружают их и замораживают в них деформации, соответствующие температурным, изготавливают из замороженных заготовок элементы модели, склеивают из элементов модель, размораживают модель и определяют температурные деформации и напряжения, отличающийся тем, ч ;о, с целью расширения области применения путем обеспечения определения деформаций и напряжения от

двух- и трехмерных }мпературных полей в оболочечных конструкциях сложной формы, разделяют конструкцию на элементы так, чтобы каждый ил ы х вписывался в наиболее близкую к нему по конфигурации и объему

одну из простых форм, изготавливают заготовки элементов модели в виде заготовок постоянной толшины, имеющих простые формы, а величину их нагружения перед замораживанием определяют из условия

равенства главных деформаций в поверхностях заготовок.

2 Способ поп. 1,отличающийся тем, что в качестве простых форм берут плоские пластины, цилиндрические и сферические сегменты

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающий- с я тем, что при плоских пластинах нагружение осуществляют двухосным растяжением (сжатием).

5 4. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что при цилиндрических сегментах напряжение осуществляют внутренним (внешним) давлением и осевым растяжением (сжатием).

0 5. Способ по пп. 1 и2,отличающий- с я тем, что при сферических сегментах нагружение осуществляют внутренним (наружным) давлением

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании температурных деформаций и напряжений поляризационно-оптическим методом на моделях из замораживаемого оптически чувствительного материала. Цель изобретения - расширение области применения путем обеспечения определения деформаций и напряжений от двух- и от трехмерных температурных полей в оболочеч- ных конструкциях сложной формы. Для этого разделяют конструкцию на элементы так, чтобы каждый из них вписывался в наиболее близкую к нему по конфигурации и объему часть заготовки одной из следующих форм: плоская пластина, цилиндрический и сферический сегменты постоянной толщины. Изготавливают заготовки элементов из замораживаемого оптически чувствительного материала соответственно в виде плоских пластин цилиндрических и сферических оболочек постоянной толщины, каждая из которых включает части заготовок с такими же геометрическими характеристиками, нагружают и замораживают заготовки, изготавливают из них элементы и склеивают из них модель. Размораживают модель и определяют температурные деформации и напряжения. 4 з.п. ф-лы, 4 ил. -5 Ј

55

Таблица 1

0.

Продолжение табл.1

Продолжение табл.1

Таблица 2

Продолжение табл.2

Продолжение табл.2

10

ftft/Д) /4 %

. ута

т

12 Фиг.З ю K jE$F& 8

Фиг 4

(23А5ЩШ 18Д20) 1

/Ю

Ъо