Изобретение относится к технической физике, а именно к термометрии, и может быть использовано для измерения температуры в плоских моделях элементов конструкций из оптически активного материала при решении плоских температурных задач теории упругости поляризационно-оптиче- ским методом.
Цель изобретения - повышение эффективности за счет обеспечения возможности определения температуры в точках по толщине исследуемой модели из оптически активного материала.
На фиг.1 и 2 изображена схема определения температуры в плоской модели молотового штампа; на фиг.З - тарировочная кривая - зависимость цены полосы материала модели от температуры; на фиг.4 - диаграмма изменения температуры по линии действия силы; на фиг,5 - диаграмма зависимости относительной цены полосы материала от относительного диаметра.
На фиг. 1-5 приняты следующие обозначения: 1- верхняя плита нагрузочного устройства; 2 - нижняя плита нагрузочного устройства; 3 - исследуемая модель молотового штампа; 4 - поковка, нагретая до температуры более высокой, чем температура модели; 5 - индентор цилиндрический; 6 - картина интерференционных полос; 7 - таО 00
ю
00
ю ю
рировочная кривая - зависимость цены полосы материала модели от температуры; 8 - диаграмма изменения температуры в модели штампа по линии действия силы Р; 9 - контурная линия; 10 - контурная поверхность; 11 - ось индентора; 12 - плоские торцовые поверхности индентора; 13 - боковые плоскости модели; 14 - диаграмма зависимости относительной цены полосы материала от относительного диаметра; АВ - линия контакта индентора с моделью; М(Ху) - точка модели, в которой определяется температура; оь - цена полосы тарировочного образца; t - толщина модели; d°- относительный диаметр инденР-тора; g - - распределенная контактная
нагрузка; С - размер интерференционной полосы (изохромы) первого порядка, взятый по направлению силы Р; Р - вектор сильк действующей на модель; d - диаметр индентора; л - 3,14 - число; Оо - цена полосы
материала модели ; Yo -rr - относительная координата точки модели;У - координата точки модели; Н - высота модели между индентором и поковкой; h - высота гравюры.
Способ осуществляют следующим образом.
Между верхней и нижней плитами нагрузочного устройства располагают модель молотового штампа 3. в нижней части которого на его гравюру передается тепловая нагрузка от модели поковки 4, которая предварительно нагрета до более высокой температуры, чем сама модель. На модель сверху передают усилие Р через индентор 5 от плиты 1. Модель просвечивают поляризованным светом, в результате чего появляется картина интерференционных полос 6. Изменением величины силы осуществляют совмещение минимума освещенности первой интерференционной полосы с исследуемой точкой, замеряют размер первой полосы от точки приложения силы к модели до точки пересечения первой интерференционной полосы с линией направления действия силы.
По величине силы Р и размеру С определяют цену полосы модели оь1 из соотношения
1.0 2Р
яС
Затем используют тарировочную зависимость цены полосы материала модели от температуры (фиг.З), предварительно снятую таким же образом, но нагрев модели осуществляют изотермически и равномерно ступенями через 10°С и по цене полосы и тарировочной кривой определяют температуру в точке. При испытании используют модель, полученную из эпоксидной смолы ЭД-6, отверженную малеиновым ангидридом и пластифицированную дибутилфталатом. При этом соотношение ингредиентов взято в пропорции 100:30:5 (вес.ч.).
На основе опытных данных строят диаграмму изменения температуры в модели штампа по линии действия силы Р (фиг.4),
совпадающей с осью Y. При этом диаграмму строят при одновременном действии двух инденторов по линии симметрии модели: одного - на хвостовик модели штампа, а другого - на гравюру. Такая методика проведения экспериментов обеспечивает более точное определение температуры по всей линии действия силы Р. Экспериментально полученную зависимость температу- ры от координаты исследуемой точки в
дальнейшем используют для решения температурных задач, возникающих при объемной горячей штамповке.
С целью снижения утечки тепла с боковой поверхности модели модель прикрывают пластинами из оргстекла. Такой переход обеспечивает стабилизацию температурного режима модели в течение времени экспериментирования, не превышающего 10с. При экспериментировании модель в области хвостовика имеет температуру 20°С, а в области гравюры - температуру 80°С.
Формула изобретения
1. Способ определения температуры,
заключающийся в том, что оптически активный термоэлемент помещают в контролируемую среду и воздействуют на него источником плоскополяризованного света,
отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем обеспечения возможности определения температуры в точках по толщине исследуемой модели из оптически активного материала, на оптически активный термоэлемент, в качестве которого используют исследуемую модель, воздействуют внешней силой, которую прикладывают к контурной поверхности модели с помощью цилиндрического индентора
с диаметром 0.5-10 толщины модели, предварительно установленного своими торцами заподлицо с боковыми поверхностями модели, изменяют величину внешней силы до совмещения минимума освещенности первой интерференционной полосы с исследуемой точкой по толщине модели, после чего измеряют размер первой интерференционной полосы от точки приложения силы к модели до точки пересечения этой полосы с линией действия силы, при этом используют источник света с постоянной длиной вол- ны, после чего находят цену полосы оь материала модели из соотношения
оь
1.0.
2Р ЯС
где Р - величина силы воздействия инденто- ра на модель; С - размер первой интерференционной полосы,
а искомую температуру определяют по цене полосы с помощью предварительно построенной градуировочной зависимости.
2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что, с целью увеличения информативности, на исследуемую модель воздействуют второй внешней силой по линии действия первой и навстречу ей.
Изобретение относится к методам измерения температуры в моделях из оптически чувствительного материала. Целью изобретения является повышение эффективности за счет обеспечения возможности определения температуры в точках по толщине исследуемой модели из оптически активного материала. В качестве термоэлемента используют непосредственно саму исследуемую модель, на контурную поверхность которой воздействуют цилиндрическим ин- дентором, освещают модель поляризованным светом, совмещают минимум освещенности первой интерференционной полосы с исследуемой точкой. По величине силы и размеру первой полосы определяют цену полосы из соотношения ао ° 2Р/яС , а затем по тарировочной кривой определяют температуру в точке, где Р - величина силы; С - размер первой интерференционной полосы. При этом диаметр цилиндрического индентора берут равным 0,5-10 толщинам модели. На модель воздействуют поочередно двумя инденторами по линии действия силы с разных сторон модели. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.С/Ч
±±
Фиг.1
gVH
W №
WO
60 W
20
0
20 40 60 80 100 T, C Фиг.З
.
W.oS
О,
п
ФчгЛ
| Испытательная техника: Справочник | |||
| - М.: Машиностроение, 1982, т.2, с | |||
| Прибор для вычерчивания конических сечений | 1922 |
|
SU457A1 |
| Поляризационно-оптическое устройстводля изМЕРЕНия ТЕМпЕРАТуРы | 1979 |
|
SU807079A1 |
| Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
