Способ определения физико-механических характеристик плоских элементов конструкций Советский патент 1992 года по МПК G01N3/00 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения физико-механических характеристик плоских элементов конструкций.

Известен способ определения физико- механических характеристик конструкций путем испытания моделей с соблюдением граничных условий и условий загружения.

Этот способ не дает возможности по результатам исследования одной модели судить о закономерностях изменения физико- механических характеристик для целого множества конструкций, полученных с помощью одного геометрического преобразования.

Известен также способ экспериментального определения физико-механических характеристик плоских элементов конструкций, который заключается в изготовлении элемента требуемых размеров, закреплении его в соответствии с условиями эксплуатации, нагружении и измерении исследуемых физико-механических характеристик соответствующими приборами.

Этот метод имеет недостаток, который заключается в том, что требует изготовления элемента для каждой исследуемой конструкции.

Цель изобретения - уменьшение количества элементов, подвергающихся испытаниям, для целого класса конструкций,

VI

j

О

со ее

получаемых с помощью какого-либо одного геометрического преобразования.

Сущность изобретения заключается в том, что для определения физико-механических характеристик целого класса плоских элементов конструкций с выпуклым контуром, получаемого с помощью одного геометрическогопреобразования, изготавливают два образца, для которых определяемая физико-механическая характеристика из рассматриваемого множества

конструкций имеет максимальное Ф и минимальное Ф значения. Для остальных конструкций из рассматриваемого множества физико-механическая характеристика определяется из аналитической зависимости, получаемой эмпирическим путем с учетом изопериметрических закономерностей принятого геометрического преобразования и экспериментальных значений Ф и Ф для двух исследованных (опорных) образцов. Основным отличительным признаком предлагаемого способа от известного является изготовление и испытание двух образцов для исследования целого класса плоских элементов конструкций, причем таких, для которых определяемая физико-механическая характеристика принимает .максимальное и минимальное (граничные для рассматриваемого класса) значения.

Способ осуществляется следующим образом.

Для исследуемого класса плоских элементов конструкций с выпуклым контуром, получаемых с помощью какого-либо геометрического преобразования, из материала исследуемых конструкций изготавливают два образца, таких, для которых определяемая физико-механическая характеристика из всего множества конструкций, отвечающих примененному геометрическому преобразованию, имеет максимальное Ф и минимальное Ф значения. Эти образцы исследуют экспериментально по методикам, соответствующим определяемой физико-механической характеристике, и находят

sfc

значения Ф и Ф . Затем вычисляют для них геометрические характеристики формы В и В по формуле:

В / d s/h ,(1)

L

где L- периметр контура фигуры;

ds - элемент контура;

h - высота, опущенная из центра фигуры на касательную в переменной точке контура.

По найденным значениям Ф и Ф, В и В находят параметр m In

(2)

Значение физико-механической характеристики Ф для любой конструкции из рассматриваемого множества элементов, отвечающих выбранному геометрическому преобразованию, определяют по формуле

(3)

ф ф(Вуп

D

Пример. Определяют геометрическую

жесткость кручения призматического бруса, сечение которого получается путем отсечения вершин квадрата а х а 1,5 х 1,5 см. Граничными решениями для такого класса фигур будут решения для квадрата и правильного восьмиугольника. Экспериментальное исследование стального бруса квадратного и восьмиугольного сечений на испытательной машине КМ-50-1 дает результат: I 0,702 , I 0,504 см. Промежуточный результат для сечения в виде квадрата с отсеченными вершинами на высоту 1,1 мм составил I 0,588 см4. Рассматриваемым фигурам соответствуют следующие значения характеристик формы:

В 8, В 6,627, В 7,289. Подставляя приведенные результаты испытаний для I и I и значения В и В в формулу (3), получим I 0,617 см4,что отличается от экспериментального результата на 4,93%.

Формула изобретения

Способ определения физико-механических характеристик плоских элементов конструкций, по которому из материала исследуемых конструкций изготавливают

образцы, испытывают их в соответствии с условиями эксплуатации и экспериментально определяют физико-механические характеристики, отличающийся тем, что, с целью упрощения испытаний и сокращения

числа испытываемых образцов для плоских элементов конструкций с выпуклым контуром, получаемых с помощью непрерывного геометрического преобразования, изготавливают два разных образца, геометрическая форма которых обеспечивает

максимальное и минимальное значения экспериментально определяемой физико-механической характеристики, а значение Ф этой характеристики для всех промежуточных форм конструкций определяют из соотношения:

Ф В

Ф Ф(|,)

где Ф , Ф - соответственно максимальное и минимальное значения искомой характеристики;

В - геометрическая характеристика формы элемента, определяемая по формуле:

В / d s/h ,

L

L- периметр контура фигуры;

ds - элемент контура;

h - высота, опущенная из центра фигуры на касательную к переменной точке контура;

В, В - значения характеристики фор- мы элемента, соответствующие фигурам, для которых искомая характеристика принимает максимальное и минимальное значения.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения физико-механических характеристик плоских элементов конструкций. Цель изобретения - упрощение испытаний и сокращение числа испытываемых образцов для конструкций в виде плоских элементов с выпуклым контуром, получаемых с помощью одного непрерывного геометрического преобразования. Для класса плоских элементов конструкций, получаемых с помощью одного непрерывного геометрического преобразования, из материала исследуемых конструкций изготавливают два образца, форма которых отвечает максимальному Ф и минимальному Ф значениям исследуемой физико-механической характеристики, определяемой для выбранных образцов экспериментально. По этим величинам с учетом соответствующих им характеристик формы элементов - образцов В и В и характеристики формы В для любого промежуточного элемента из заданного геометрического преобразования аналитически определяют для него физико-механическую характеристику Ф. СП с