Способ нагружения конструкций внешним давлением Советский патент 1992 года по МПК G01N3/12 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам нагруже- ния внешним давлением цилиндрических и слабоконических оболочек и полуоболочек.

Известен способ испытаний, реализованный в установке для испытаний труб гидростатическим давлением, по которому нагружение испытуемой конструкции осуществляют давлением жидкости, размещаемой между испытуемой конструкцией и силовым каркасом, расположенным эквидистантно поверхности испытуемой конструкции. Известен также способ нагружения конструкций, по которому растягивают эластичный передающий усилие элемент, помещают в него конструкцию и нагружают конструкцию путем формоизменения элемента при снижении растягивающегося усилия на него.

Известен способ нагружения конструкции внешним давлением путем размещения

их в торообразном эластичном элементе и формоизменения его повышением давления.

Реализация известного способа подразумевает использование в устройстве для испытаний наружного силового каркаса, ограничивающего перемещение передающего усилие элемента. Наличие указанного каркаса приводит к увеличению продолжительности монтажа устройства для испытаний и ограничивает доступ к испытуемой конструкции, что затрудняет монтаж на испытуемой конструкции измерительного оборудования и силовых цепей при многопараметрическом нагружении. Эти причины приводят к усложнению испытаний при реализации известного способа.

Целью изобретения является упрощения нагружения конструкции.

Для этого в известном способе нагружения конструкций внешним давлением путем

ч

4 00

(Л

размещения их в горообразном эластичном элементе и формоизменении его повышением давления используют эластичный элемент с внутренним диаметром меньше внешнего диаметра конструкции при отсут- ствии в нем давления, давление повышают перед размещением конструкции до превышения внутренним диаметром эластичного элемента внешнего диаметра конструкции, а нагружение осуществляют снижением давления в элементе.

На фиг,1 и 2 показана испытуемая конструкция перед нагружением; на фиг. 3 - то же, в момент нагружения.

Устройство для осуществления способа содержит торообразную эластичную оболочку 1, снабженную полостью 2, которая сообщена с источником давления 3. Внутренний диаметр DBH торообразной оболочки 1 в ненагруженном состоянии (фиг.1) меньше диаметра D испытуемой конструкции 4, Подачу давления в полость 2 осуществляют через запорный вентиль 5, а сброс давления - через запорный вентиль 6. Давление в полости 2 контролируют по мано- метру 7, о

Для помещения испытуемой конструкции 4 в торообразную оболочку 1 в полость 2 через запорный вентиль 5 подают давление от источника давления 3. Под действием давления внутренний диаметр торообразной оболочки увеличивается от DBH до D+ Ad, Для нагружения испытуемой конструкции 4 производят сброс давления из полости 2 через запорный вентиль 6. При этом внутренний диаметр торообразной оболочки уменьшается и торообразная оболочка начинает охватывать испытуемую конструкцию 4, нагружая последний внешним, распределенным по поверхности давлением. Нагрузка на конструкцию определяется упругими свойствами материала торообразной оболочки и давлением в полости. Для регулирования нагрузки изменяют давление в полости 2 путем сброса давления через запорный вентиль b (при этом нагрузка на испытуемую конструкцию повышается) или путем подачи давления через вентиль 5 (при этом нагрузка уменьшается). Для определения фактиче- ской величины нагрузки достаточно провести тарировочный опыт.

Изменение внутреннего диаметра торообразной оболочки DBH зависит как от деформации кольца в целом (которая уве-

личивает DBH), так и от деформации полости кольца (которая уменьшает 0Вн). Так как деформация кольца в целом зависит от

а , деформация полости зависит от г,

а соотношение параметров оболочки при испытаниях определяются зависимостью а г , то внутренний диаметр кольца при нагружении полости последнего внутренним давлением будет увеличиваться. Это подтверждается приведенными ниже соотношениями.

Напряженно-деформированное состояние полого кольца описывается следующими соотношениями:

кольцевые напряжения О2

Р г

продольные напряжения а-

-fЈ. где

р - давление в полости 2.

Деформация полости кольца и кольца в целом согласно закону Гука

b ±-J$--r.b.

РГ

г

Деформация (перемещение точки В):

Как видно из выражения для Д, уже при

з

- 2 внутренний диаметр кольца при нагружении его полости давлением будет увеличиваться, а при сбросе давления - уменьшаться, Это позволит произвести операции по помещению испытуемой конструкции в эластичный элемент с последующим регулируемым нагружением конструкции. Формула изобретения Способ нагружения конструкций внешним давлением путем размещения их в то- рообразном эластичном элементе и формоизменении его повышением давления, отличающийся тем, что, с целью упрощения, используют эластичный элемент с внутренним диаметром меньше внешнего диаметра конструкции при отсутствии в нем давления, давление повышают перед размещением конструкции до превышения внутренним диаметром эластичного элемента внешнего диаметра конструкции, а нагружение осуществляют снижением давления в элементе.

фуг.;

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет упростить способ нагружения конструкции. В торообразный эластичный элемент, имеющий внутренний диаметр меньше внешнего диаметра нагружаемой конструкции, подают давление, при этом элемент раздувается, его внутренний диаметр увеличивается, и в него вводят нагружаемую конструкцию. Сбрасывают давление в элементе, его внутренний диаметр уменьшается, и он нагружает конструкцию внешним распределенным по поверхности давлением. Нагрузка определяется упругими свойствами элемента и давлением в его полости.3 ил.

Фиг, 2

Фиг.З

/