(54) ПОЛЯРИЗАЦИОННО-ОПТИЧЕСКИЙ СПОСОБ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ НАПРЯУСЕНИЙ В ИЗДЕЛИИ женных элементах является трудоемкой операцией, так как оно необходимо для всех элементов, начиная со второго. Целью изобретения является умен шение трудоемкости .изготовления модели. Эта цель достигается тем, что элементах замораживают перемещения компоненты которых есть производные по координатам от термоупругого потенциала перемещений. Сущность способа заключается в том, что он осуществляется без при ложения ,к -модели или ее элементам заданного температурного поля. Из оптически-чувствительного материала изготавливают элементы с размерами, соответствующими температурному полю модели. Форма и размеры элементов выбирают с приращением размеров от собственного температурного поля, т .е . .отличаются от формы и размеров элементов в нёнагретом состЬянии на величину сво бодных температурных перемещений прверхностей элементов. Из решений задач термоупругости для модели и ее отдельных элементов следует., что необходимым условием, .совмещения этих элементов в сплошную модель является устранение разрывов свободных температурных перемещений в стыках элементов. Этот результат не зависит от сжимаемости или несжимаемости материала модели Однако для несжимаемого материала деформирование элемента для совме.щения с соседними элементами необх димо выполнить без изменения его объема. Такое деформирование элементов может быть получено сл.едующим образом. Предположим, что при заданном температурном поле Т(Х, Хл , X ,.) известно решение тёрмоупру гой задачи, т.е. .известны перемеще ния и ; в модели, в том числе перемещения и по граням элементов, составляющих модель. Выбрав элемен модели несовместимыми с учетом при ра1чения размеров от их свободного нагрева, что соответствует изотермическому моделированию без прилож ния температурного поля, продеформируем их- по граням до совместного состояния и«.5,и заморозим. Ввиду того, что приращение объема элемен та от его свободного нагрева учте но при выборе размеров элемента, деформирование элементов до совме ного состояния проводится для.не сжимаемого материала без изменени объема элемента. В силу .единствен сти решения термоупругой задачи в перемещениях в каждой точке таког элемента возникнут такие же термо гие перемещения U. и деформации E (напряжения {5:|;| ),. как и в соответствующей точке изделия. Любое дру деформирование элементов получается- добавлением к перемещениям U., перемещений uf,.эквивалентных приложению к модели некоторой поверхностной нагрузки Р, так как ее действие снимается при размораживании модели и поэтому экспериментально осуществляется заданное термоупругое решение для нагретого изделия со свободной границей. Отсюда следует, что для моделирования достаточно вместо решения взять теоретическое решение модели, условно помещенной в -бесконечную среду с нулевой температурой. Получающиеся из этого решения.напряжения по границе модели являются ее поверхностной нагрузкой Р. , которая вызывает отличие решения , однако ее действие при размораживании модели снимается. Компоненты решения и° являются частными производными покоординатам от термоупругого потенциала перемещений. Определение температурных напряжений в детали с заданным температурным .полем проводят следующим образом. Заданное температурное поле в изделии с учетом коэффициента подобия Между изделием и моделью пересчитывают на температурное поле в модели. Сечениями-стыками модель мысленно разделяют на элементы. По поверхностям разъединенных элементов определяют расчетом перемещения свободного теплового расширения (сжатия) от действия температурного поля модели. Из оптически-чувствительного материала изготавлива ют элементы с размерами, соответствующими температурному полю модели, т.е. с добавлением к размерам элементов в ненагретом состоянии величин перемещений свободного теплового расширения (сжатия) . Затем путем приложения нагрузок или смещений поверхностей в элементах замораживают перемещения, компоненты которых есть производные координаты от термоупругого потенциала перемещений. Соответствующие этим перемещениям нагрузки Р; ., опреИз заделяют также по решению U мороженных элементов посредством склейки собирают модель. Затем ее размораживают и обычными приемами поляризационно-оптического метода определяют напряжения. Применение предложенного способа позволяет уменьшить трудоемкость экспериментальных исследований при определении термоупругих напряжений в изделиях, возникающих от двух- и трехмерных распределений температуры в изделиях. Формула изобретения Поляризационно-оптический способ определения температурных напряжений
В изделии, заключающийся в том; что изготавливают элементы модели изделия из оптически чувствительного материала с размерами, определяемыми температурным полем модели, в элементах замораживают перемещения, соединяют элементы, размораживают модель и определяют температурные напряжения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения трудо-. емкости изготовления модели, в элементах заморс1живают перемещения, компоненты которых есть производные по координатам от термоупругого потенциала перемещений.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
.1; Авторское свидетельство СССР № 280956, кл. G 01 В 11/18, 1968.
2. Авторское свидетельство СССР I 636475, кл. G 01 В 11/18, 1976 (прототип).
