Устройство для измерения деформации оболочки Советский патент 1992 года по МПК G01B5/30 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для измерения деформаций оболочек при испытаниях на прочность и устойчивость,

Известны устройства для измерения деформации оболочек, содержащие преобразователи перемещений, установленные раДиально к поверхнЬсти объекта испытаний и жестко закрепленные на основании. Опорные элементы преобразователей одним концом связаны с чувствительным элементом, а другим концом опираются или жестко закреплены на поверхности испытуемой оболочки в точке замера.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее корпус и связанные с ним подвижную и неподвижную опоры, установленный в корпусе чувствительный элемент, выполненный в виде тензобалки или пластины с размещенными на ней тензорезисторами, концы которого закреплены шарнирно и установлены в пазах подвижной и неподвижной опор. Непод- вижная опора жестко закреплена на основании так, чтобы подвижная опора располагалась радиальчо к поверхности оболочки. Подвижная опора соединена или опирается на оболочку в точке замера.

Недостатком этого устройства является низкая точность измерений, которая обусловлена погрешностями, возникающими из-за отклонений или упругих деформаций подвижной опоры (или опорного элемента преобразователя перемещений) при проведении измерений деформаций оболочки в интересуемом сечении.

Цель изобретения - повышение точности измерения деформаций оболочки.

Предлагаемое устройство снабжено дополнительными преобразователями перемещений, установленными вдоль стержня и сгруппированными вместе с основным в блоки по два преобразователя в каждом так, что их измерительные штоки параллельны один другому, перпендикулярны оси стержня и жестко связаны своими концами посредством осей, и опорными роликами, установленными на осях и предназначенными для контактирования с оболочкой. Это позволяет исключить погрешности известного устройства, обусловленные отклонениями или упругими деформациями опорных элементов преобразователей при проведении измерений деформаций оболочки в интересуемом сечении, за счет обеспечения свободного контактирования опорного элемента предлагаемого технического решения с поверхностью оболочки при проведении измерений ее деформаций в интересуемом сечении. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет в процессе измерений определить погрешность, возникающую из-за несовершенств, имевших место при изготовлении самого устройства, и

учесть ее при обработке и анализе результатов измерений, что также повышает точ ность результатов измерений.

На фиг,1 изображено предлагаемое устройство, разрез; на фиг.2 - то же, вид

0 сверху; на фиг.З - увеличенное изображение устройства в месте прилегания опорных роликов к внутренней поверхности оболочки.

Устройство для измерения деформации

5 оболочки содержит основание 1, установленную на нем камеру 2 высокого давления, предназначенную для размещения в ней испытуемой оболочки 3, стержень А, установленный вдоль оси камеры 2, основные 5 и

0 дополнительные 6 преобразователи перет мещений.

Основные 5 и дополнительные 6 преобразователи перемещений скреплены друг с другом в блоки по два преобразователя в

5 каждом, при этом их неподвижные части жестко закреплены на стержне 4 при помощи кронштейнов 7.

Измерительные штоки 8 основных 5 и дополнительных 6 преобразователей пере0 мещений параллельны один другому, перпендикулярны оси стержня 4 и жестко связаны своими концами 9 посредством осей 10, на которых установлены оаорные ролики 11, контактирующие с внутренней

5 поверхностью оболочки 3.

Штоки 8 основных 5 и дополнительных 6 преобразователей перемещений имеют утолщения 12.

Между утолщением 12 и неподвижной

Q частью основного преобразователя 5 соос- но оси его штока 8, а также между утолще- нием 12 и неподвижной частью дополнительного преобразователя 6 соосно оси его штока 8 размещены рзсталкиваюg щие пружинные элементы 13.

Стержень 4 одним концом соединен с валом 14 привода 15, установленного в центральном проеме 16 основания 1, и проходит через подшипники 17. также размещенные в проеме 16 основания 1. Другой конец стержня 4 проходит через подшипники 18, установленные в центральном проеме 19 крышки 20 камеры 2 высокого давления.

В стержне 14 выполнены вырезы 21 по месту прилегания концов 22 штоков 8.

Устройство работает следующим образом.

Перед нагруженном оболочки 3 по команде системы управления испытаниями

0

5

производится включение привода 15, который поворачивает одновременно вал 14 и соединенный с ним стержень 4.

Преобразователи 5 и 6 перемещений совершают движение вместе со стержнем 4, при этом опорные ролики 11 перемещаются по поверхности оболочки 3 в интересуемом сечении, а расталкивающие пружинные элементы 13 прижимают ролики 11 к поверхности оболочки 3.

В процессе вращения стержни А непрерывно или дискретно производится регистрация изменений длины измерительных штоков 8.

Результаты измерений преобразователей 5 и б перед началом испытаний характеризуют исходное (нулевое) положение точек поверхности оболочки 3 в интересуемом сечении.

В процессе проведения испытаний в камеру 2 высокого давления по команде системы управления испытаниями подается под давлением среда, которая погружает оболочку 3, деформируя ее..

Привод 15 при испытаниях постоянно производит вращение вала 14 со стержнем А.

При появлении прогибов на поверхности оболочки 3 изменяется длина измери- тельных штоков 8, обратные оболочке 3 концы 22 которых утапливаются в вырезы 21, а преобразователи 5 и б регистрируют изменения длины штоков 8.

Последовательность повторяется п процессе всего нагружения. При этом измеренным значением перемещения является среднее между показаниями преобразователей 5 и 6.

Различия в показаниях основного 5 и дополнительного б преобразователей перемещений характеризуют несовершенства, имевшие место при изготовлении устройства, и учитываются при обработке и анализе результатов измерений.

Формула изобретения

Устройство для измерения деформации оболочки, содержащее основание, установленную на нем камеру, предназначенную для размещения в ней оболочки, установленной вдоль оси камеры стержень и преобразователь перемещений, неподвижная часть которого жестко закреплена на стержне, а его измерительный шток предназначен для контактирования с внутренней поверхностью оболочки, отличающееся тем,что, с целью повышения точности, оно снабжено дополнительными преобразователями перемещений, установленными вдоль стержня и сгруппированными вместе с основным в блоки по два преобразователя в каждом так, что их измерительные штоки параллельны один другому, перпендикулярны оси стержня и жестко связаны своими концами посредством осей, и опорными роликами, установленными на осях и предназ- наченными для контактирования с оболочкой..2

//

-/

4

О

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при VV ///////////////// контроле величины деформации оболочек при воздействии на них внешней нагрузки Цель изобретения - повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что, в устройстве, содержащем основание 1, камеру 2.стержень 4, преобразователи линейных перемещений сгруппированы о блоки по два преобразователя в каждом так, что оси их измерительных штоков параллельны одна другой и перпендикулярны оси стержня 4, при этом на концах штоков каждой пары преобразователей блока установлены оси, на которых установлены опорные ролики. 3 ил. XI СП ь о