Изобретение относится к исследованиям температурных напряжений поляризационнооптическим методом на моделях из «замораживаемого оптически чувствительного материала.
Известен способ определения температурных напряжений на модели из оптически чувствительного материала, обладающего свойством «замораживания и «размораживания, который заключается в том, что модель, геометрически . подобную изделию, изготавливают (склеивают) из отдельных элементов, в которых воспроизведены и «заморожены свободные, температурные деформации, соответствующие полю температуры для данного элемента, или их перепады. Склеенную модель «размораживают и определяют температурные напряжения 1.
Известен поляризационно-оптический способ определения температурных напряжений в изделии, заключающийся в изготовлении элементов моде.ти изделия из оптически чувствительного материала, «замораживании в них перемещений, соединении элементов, «размораживании модели и определении температурных напряжений 2.
Недостатками обоих способов является то, что они не позволяют определять темпе; ратурные напряжения для трехмерного тем пературного поля на существующих оптически чувствительных материалах, имеющих при «замораживании Y , так как свободные температурные деформации элемента не могут быть воспроизведены по всему объему элемента из-за несжимаемости материала.
Целью изобретения является определение температурных напряжений для трехмерного температурного поля.
Поставленная цель достигается тем, что элементы модели изготавливают с размерами, равными размерам этих элементов при температуре, соответствующей те.мпературному полю модели, по присоединяемой поверхности «замораживают перемещения, равные разности между перемещениями присоединяемой поверхности части модели и размерами изготовленных элементов.
Сущность способа заключается в том, что он осуществляется без приложения к модели или ее элементам заданного температурного поля. Форма и размеры отдельных элементов соответствующие их нагретому состоянию. отличаются от иенагретого на величину свободных темиературны.ч перемсидеиий поверхностен эле.ментов. Поэтому нзготавлнвают элементы с нулевымн деформациями и наиряжениямн с размерами, равными размерам этих элементов при темнературе, соответствующей температурному полю модели. Полученные таким образом .форма и размеры элементов соответствуют, решению задачи термоупругости для разделенной на элементы модели. Исходя из решений задач термоупругости для модели и ее отдельных элементов, видим, что необходимым условием сов.меш,ения этих элементов в сплошную модель является устранение разрывов свободных те.мпературных перемеш:ений в стыках отдельных элементов. Этот результат не зависит от сжимаемости или несжимаемости материала модели. Однако в по.следнем случае деформирование элемента для совмеш,ения с соседними элементами необходимо выполнить без ,изменения его объема. Так как решение задачи термоупругости для сплошной модели считается неизвестным, то нельзя указать заранее для всех ее элементов те начальные перемещения, воспроизведение которых позволило бы совместить эти разделенные несжимаемые элементы в сплош ную моде,1ь, в отличие от случая сжимаемого материала, на котором осуществимо воспроизведение объемных свободных температурных перемещений элементов от заданного Б них температурного поля, позволяющее совместить элементы по всем стыкуемым поверхностям. Поэтому по предлагаемому способу поочередно «замораживают в элементах начальные перемещения (с их вклейкой в модель) в зависимости от «замороженных перемещений стыкуемой поверхности, в предыдущих склеенных элементах присоединяемой части модели, под лоторыми понимаются первый элемент (для определенности недеформируемый), совокупность его с приклеенным к нему вторым, совокупность этих двух с приклеенным к ним третьим и т. д. Под очередным приклеиваемым элементом понимаются соответственно второй, третий, четвертый и т. д. эле.менты. Очередность выбирается таким образом, чтобы при приклейке очередного элемента в совокупности склеенных элемеитов не возникало внутренних по.юстей, не являющихся полостями буду1ИСЙ модели (и требующих последуюнгей вклейки в них эле.ментов). При этом очередной элемент приклеивают к иредыдупдим склеенным элементам (к их стыкуемой поверхности) только частью его поверхности (его стыкуемой поверхностью), по которой «за.мораживают начальные перемещения. Такое дефор.мирование при «замораживании возможно для несжимаемого элемента вследствие существования рещения задачи теории упругости в перемещениях при f 0,5. Преимуществом предлагаемого способа определения температурных напряжений передизвестными является возможность определения объемных температурных напряжений для произвольных температурных полей в конструкциях сложной формы на моделях из несжимаемого «замораживаемого материала. Моделирование по предлагаемому способу во многих таких случаях эффективнее поиска аналитических рещений. задач термоупругости и численных расчетов на ЭВМ. Формула изобретения Поляризационно-оптический способ определения температурных напряжений в изделии, заключающийся в изготовлении элементов модели изделия из оптически чувствительного материала, «замораживании в них перемещений, соединении элементов, «размораживании модели и определении температурных 1шпряжений, отличающийся тем, что, с целью определения температурных напряжений для трехмерного температурного поля элементы изготавливают с размерами, равными размерам этих эле.ментов при температуре, соответствующей температурному полю модели, по присоединяемой поверхности «замораживают перемещения, равные разности между перемещениями присоединяемой поверхности части .модели и раз.мерами изготовленных элементов. Источники информации, принятые во вни.мание при экспертизе: 1.Сборник трудов МИСИ, № 73. М., 1970, с. 128. 2.Метод фотоупру1-ости. Пот рет. Г. Л. .Хесина. Т. 3. .М., 1975; с. 288.
