Способ нагружения оболочечных конструкций при испытаниях их на прочность Советский патент 1991 года по МПК G01N3/12 G01N3/20 

05

со со

Јь

ОО

Изобретение относится к испыта- тельной технике и может быть использовано при исследовании прочности и устойчивости широкого класса оболо- чечных конструкций при совместном нагружении внешним давлением и изгибающим моментом.

Цель изобретения - упрощение и повышение производительности испыта-

НИИ.

На фиг. 1 представлен стенд для реализации способа; на фиг. 2 - узел на фиг, 1, в увеличенном масштабе; на фиг. 3 - вид А на фиг. 1; на

фиг. 4 - вариант стенда для реализации способа.

Стенд для реализации способа на- гружения оболочечных конструкций при испытаниях их на прочность содержит силовую раму 1, испытательную камеру 2 с размещенной в ней испытываемой оболочечной конструкцией 3, на торцах которой закреплены переходники 4 и 5. Один из переходников 4 закреп- лен на силовой раме 1, а на другом переходнике 5 закреплена траверса 6, между концами которой и силовой рамой 1 шарнирно закреплены нагружающие силовозбудители 7-9. Камера 2 мо- жет быть просто установлена на силовой раме 1 по всей опорной своей поверхности (фиг. 2 и 4) или может быть закреплена шарнирно, например, путем установки на опорах 10, расположен- ных в плоскости, перпендикулярной плоскости действия изгибающего момен- .та, и взаимодействующих с силовой рамой 1.

Испытательная камера 2 установле- на с невыступанием ее за торцы переходников 4 и 5 и охватывает их по периметру, что исключает взаимодействие камеры с переходниками 4 и 5 при деформировании оболочки, а следователь- но, при перемещении камеры. Испытательная камера 2 посредством силовоз- будителей 11 и 12 шарнирно соединена с силовой рамой 1, При этом оси си- ловозбудителей 11 и 12 перпендикулярны осям силовозбудителей 7 и 8. Причем у силовозбудителей 11 и 12 тяги 13 и 14 выполнены в виде вилки, охватывающей тягу силовозбудителя 8, Тяги 13 и 14 силовозбудителей 11 и 12 крепятся к камере 2 при помощи шарниров 15 и 16.

Между оболочкой 3 и камерой 2 установлены датчики 17 и 18 силы, рас

,-

,

ю

5

0 5 Q ,

Q 5

0

положенные соответственно по осям тяг 13 и 14 в плоскости действия изгибающего момента, создаваемого сило- возбудителем 9. Герметизируется камера уплотнением 19..

Способ нагружения оболочечных конструкций при испытаниях их на прочность осуществляется следующим образом.

В испытательной камере 2 устанавливают оболочечную конструкцию 3, которую нагружают внешним давлением, создаваемым в камере 2, осевым усилием, создаваемым силовоэбудителями 7 и 8, и изгибающим моментом, создаваемым силовозбудителем 9. При этом камера 2 изгибается вместе с испытываемой конструкцией 3 и в ней возникают усилия сопротивления изгибу и горизонтальному перемещению, которые действуют в плоскости изгибающего момента, в местах контакта камеры 2 с испытываемой конструкцией 3 и направлены противоположно усилию Q. от силовозбудителя 9. Усилия сопротивления измеряют датчиками 17 и 18. При помощи силовозбудителей 11 и 12 создают дополнительные усилия М и N2, которые направлены противоположно усилиям сопротивления, и таким образом исключают действие камеры 2 на испытываемую конструкцию 3.

Нагрузки к оболочке 3 прикладывают поэтапно (ступенями), С достаточной для практики точностью нагрузки к оболочке прикладывают с интервалом по 20% от их эксплуатационных величин, т.е. осуществляют нагружение в 5 этапов, которых, как правило, бывает достаточно для получения удовлетворительной для практического использования зависимости деформаций и перемещений от нагрузки.

Затем в этом деформированном положении на каждом этапе нагружения измеряют усилия между оболочкой 3 и камерой 2, которые регистрируются датчиками 17 и 18 силы соответственно. Измеренные величины усилий необходимы для правильного выбора рабочего давления в силовозбудителях, что обеспечивает постепенное увеличение усилий NJ и Ng в силовозбудителях 11 и 12 до величин, обеспечивающих уменьшение до нуля (практически до нуля с погрешностью 2-3%) усилий между оболочкой и камерой. Уменьшение этих усилий регистрируется с помощью тех же датчиков 17 и 18 силы.

Величины усилий, которые необходимо создать в силовозбудителях 11 и . 12, т.е. приложить к камере,, незначительно (на 5-7%) отличаются от соответствующих замеренных усилий. При этом обеспечивают (путем поддержания соответствующих давлений рабочего тела в силовозбуднтелях 7-9) в оболочке величины усилий, создаваемых силовоз- будителями 7-9, равными усилиям на соответствующем этапе нагружения, и т.д. на каждом этапе,

В результате получают, что на каждом этапе нагружения в оболочке реализуется напряженно-деформированное состояние, однозначно соответствующее внешним нагрузкам т.е. камера не искажает напряженно-деформированное состояние оболочки.

В том случае, если камера и оболочка непосредственно закреплены на силовой раме, т.е. отсутствует смещение нижнего торца камеры 2 и испытуемой конструкции, надобность в сило- возбудителе 12 и датчике 18 отпадает (фиг. 4).

Упрощение испытаний и повышение производительности достигаются за счет того, что измерение усилий сопротивления камеры и компенсация осуществляются во время нагружения оболочки.

Формула

ь изо

бретения

o

0

5

0

1. Способ нагружения оболочечных

конструкций при испытаниях их на прочность путем размещения испытуемой оболочечной конструкции в камере, нагружения ее внешним давлением и изгибающим моментом вместе с камерой, определения усилий сопротивления камеры изгибу и горизонтальному перемещению, действующих в плоскости изгибающего момента перпендикулярно к оси оболочки, и приложения к камере до- - пол нительных усилий, равных по величине и противоположных по направлению измеренным, отличающий- с я тем, что, с целью упрощения и повышения производительности, определение усилий сопротивления камеры изгибу и горизонтальному перемещению осуществляют путем измерения усилий взаимодействия камеры и испытуемой конструкции в местах их контакта во время действия изгибающего момента.

2. Способ по п. отличающийся тем, что приложение изгибающего момента к испытуемой конструкции и камере осуществляют поэтапно, обеспечивая в конце каждого этапа заданную величину момента и равенство дополнительных усилий усилиям сопротивления .

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при исследовании прочности и устойчивости оболочечных конструкций при нагружении их внешним давлением и изгибающим моментом. Целью изобретения является упрощение и повышение В и i / i производительности испытаний. Оболо- чечные конструкции 3 нагружают внешним давлением, создаваемым в камере 2,и иэ.гибающим моментом, создаваемым силовозбудителем 9. Камера 2 изгибается вместе с конструкцией 3 и в ней возникают сопротивления изгибу и горизонтальному перемещению, действующие в плоскости изгибающего момента в местах контакта камеры 2 с конструкцией 3 и направленные противоположно усилию Q, от силовозбудителя 9. Усилия сопротивления измеряют датчиками 17 и 18, а при помощи силовоз- будителей 1 1 и 12 создают дополнительные усилия Мц и Мл, которые направлены противоположно усилиям сопротивления, и таким образом исключают дей- ствие камеры 2 на конструкцию 3. 1 э ,п.ф- лы, 4 ил. Ј S SS (Л

/V

75J

Фиг. 2

/

/Фиг 3 Ц

сххххххх Фиг А