УАРОВАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМАЦИИ ТОНКОСТЕННЫХ ЭЛЕЛ1ЕНТОВ Советский патент 1971 года по МПК G01M5/00 

Изобретение относится к технике экспериментального исследования напряженного состояния тонкостенных конструкций, вызванного статическими, динамическими нагрузками, вибрациями, неравномерны.м нагревом, внутренними изменениями структуры материала и другими факторами. Известна муаровая установка для исследования деформаций тонкостенных элементов, включающая вертикальный экран в виде цилиндрической поверхности с нанесенными на ней иолосамн растра вдоль образующей, фотоаппарат с объективом, расположепным в отверстии центра экрана и загрузочное устройство, обеснечивающее закрепление нсследуемого элемента. Цель изобретения - создание муаровой установки, обеспечивающей получение углов наклоиа деформированной поверхностп, кривизны, пропорциональной нормальным изгибиым напряжениям, и деформаций сдвига средииной новерхностн, нроиорциональных касательным напряжениям. Достигается это тем, что иред.тагаемая муаровая установка выполнена с устройством для перемещепия экрана с растром параллельно исследуемой иоверхностн на величину, соизмеримую с щагом растра. Кроме того, установка сиабжена горизонтальным, идентичр1ым вертикальному экрану, этсраном. имеющнм растр, вдоль осн которого перемещают в загрузочном устройстве псследуемый элемент при фокусировании. На чертеже схематически изображена в двух проекциях муаровая установка для исследования деформаций тонкостенных элементов. Муаровая установка для исследования деформаци тонкостегитых элементов содержит вертикальный экран / в виде цилиндрической поверхности с ианесеннымн на ней нолосами растра вдоль образующей, фотоаппарат 2 с объективом, расиоложенном в отверстии центра экрана и загрузочное устройство 3, выполненное в виде пространственной рамы, установленной на колесах 4. Б раме загрузочного устройства смонтирован устаиовочный стол 5, на котором закрепляется исследуемый элемент 6. Перемещение стола в вертикальной плоскости осуществляется ходовым винтом 7 с гайкой. Псследуемый элемент нагружается нрн номощи блока 8 с грузом и тягами и рычага с грузом 9. Перемещение вертикального экраиа с растром на величину, соизмеримую с тагом растра, параллельно исслед}емо1 1 поверхности производнтся устройством, выполненным в виде ходового вппта с гайкой 10. Перпенд кулярно игследуемо1 | поверхности элемента

вертикальный экран перемещается ходовым винтом с гайкой 11.

Экран свободно поворачивается вокруг ocir Для одповрсмеппого псследоваиия деформаций взаимно иерпепдикулярных поверхпостей элемента установка снабжена также горизонтальным экраном 12 с растром, выполненным ндеитично вертикальному экрану.

Перемещение горизонтального экрана с растром параллельно исследуемой новерхностп элемента ироизводнтся ходовым винтом с гайкой 13, а в перпендикулярном направлении - ходовым винтом с гайкой 14.

Работа установки с целью нолучепня муаровых картин заключается в следующем:

I. Получение углов наклона деформнрованной поверхности.

Углы наклона деформированной поверхности получают в двух взаимно нерненднкулярных нанравлениях А: н у. Так как деформации очень малы, то углы наклона нрнравн1пзают частным нроизводным от нормального к новерхностн неремещепия со (npin-нба) но соответствующей коордн 1ате х нли у н принимают сох н coj,. При этом пзображения растра на зеркальной новерхностн элемогга, находяндегося в пагрул ешюм н ненагружснпом состояниях, фотографируются два раза пи одип и тот же пегатпв. 13 соответствии с теорпей муарового метода на негативе образуются муаровые нолосы, осевымн лпннямн которых являются линип а).х const, если полосы растра располагаются перпендикулярно оси х; а если нолосы раст)а раснолагаются иернендикулярпо оси у - co,/ const.

П. Получение кривнзы деформированной поверхности.

Кривизну но заданным двум взаимно пернендикулярным нанравленням х н у, нронорциональную нормальным изгнбным напряжениям 6i- н ду, приравпивают вторым частщям производным от неремеп1,енни но соответствующей координате х или у и ввнду малых деформаций нриппмают со.х-.х и Шу,. Пзображепия растра на зеркальной новерхпостн элемента фотографируются два раза при непаг)уженпом и нагруженном состояпип па однн и тот же негатпв. Прп этом после первого фотографнровання перемепдают изображение растра на заданную небольшую велнчппу (соизмеримую с щагом растра) в нанравленнн, нернендщчулярном к нолосам растра. Тогда на негатнве нолучается картппа й),-с.х const, если полосы растра раснолагаются пс|)пендикулярно оси X, и ijayy conAt, если нолосы растра располагаются нерненднкулярно осп у. III. Получение деформаций сдвига средииnoii новерхпостн.

Деформация сдвига средппио поверхности топкостеппого элемента нрн изгибе нропорциональна касательным нанряжениям. Тху и TIJX ио задап.ным двум взанлпю нернендикулярным нанравленням л и у приравнивают

вторыл частным производным от перемещения со, одновременно но координатам ух- п ух н ввнду малых деформаций нрииимают oxvy и СО;,..,;. Изобретение растра на зеркальной новерхиости элемента фото1рафнруют два раза

в нагруженном состояннп па од1П1 и тот же негатпв. После нервого раза неремещают изображение растра па задапную небольщую величину (соизмеримую с шагом растра) в ианравленнн, параллельном к полосам растра.

На негатнве нолучается карти)1а coii/ const, сслп нолосы растра располагаются периеидикулярно оснл н муаровая KapTiHia С1)|;.-с const, если полосы растра располагаются перпендикулярно осн у.

Равенство Ыхи подтверждает правил пость проведенного исследо ания, а в случае неравенства о).хч/ и coj,.x необходима корректнровка ноставленного экснеримепта.

предмет и з о б р с т с п i; я

Муаровая установка для исследовагщя деформаций тонкостенных элементов, включаю1цая вертикальный экран в виде цилиндрической поверхности с на11есенными па }ici нолосамя растра вдоль образующей, фотоаппарат с объективом, расноложеппым в OTBCpcinis центра экрана и загрузочное устройство, обсс;1ечн 5а101цее закрепление иссле.чуе.мого элемента, отличающаяся тем, что, с нелыо получс1 ия углов наклона дефор.мированной поьерхпости, крнвнзиы, нронорннональноп нормальным изгибным напряжениям, н де()ормаций слнига срединной новсрхност;, проиорцпональпых касательным напряжениям, она выполнена с устройством для перемещепня экрана с растром 11а1)ал,1ельп( .1едуомой поверхпостп па величину, соизмеримую

с гнагом растра, а также с горпзон алы{Ь м, идентичным вертикальному экрану, экра)ом, лмеющнм растр, вдоль оси которого ; еремещают в загрузочн() устройстве нсследусмын - леме;гг npis фокуспрованип.