Поляризационно-оптический способОпРЕдЕлЕНия НАпРяжЕНий B издЕлии Советский патент 1981 года по МПК G01B11/16 

Изобретение относится к исследованию напряжений в изделиях от действия силовых нагрузок поляризацион но-оптическим методом на моделях из замораживаемого оптически чувс вительного материала. Известен поляризационно-оптический способ определения напряжений от силовых воздействий в изделии, .заключающийся в том, что из изделия выделяют элемент сложной формы, содержащий участки приложения нагру ки, для соответствующего ему элемен та модели подбирают форму и тип нагружения, позволяющие совместить его после замораживания с осташьной частью модели, замороженный элемент склеивают с остальной часть модели, которую затем размораживают и определяют напряжения l. Недостатком этого способа являет ся то, что не указан алгоритм для выбора формы, зависящей от деформир ванного состояния элемента, и вид нагружения замораживаемого элемента. Поэтому способ может быть, пр менен только в отдельных частных .случаях задач, когда для элемента существует решение теории упругости для определения деформированного состояния и вида нагружения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является поляризационно-оптический способ определения напряжений от действия объемных сил в изделии, .заключающийся в том, что из оптически чувствительного материала изготавливают элементы модели изделия, замораживсиот -в них начальные напряжения от давления объемных сил между поверхностью модели и каждым элементом, склеивают элементы в модель размораживают эту модель и определяют напряжения в изделии Г2 . Однако по этому способу напряжения от объемных и поверхностных нагрузок определяются на размораживаемой модели изделия не полностью, а с точностью до напряжений от самоуравновешенной поверхности нагруз ки, равной разности между заданной и дополнительной нагрузок от давления объемных сил. Эту нагрузку надо приложить непосредственно к поверхности модели при размораживании, что понижает точность и требует применения сложных нагрузочных устройств. Цель изобретения .- обеспечение Определения напряжений, возникающих в изделии от действия поверхностных нагрузок. Поставленная цель достигается тем что в элементах замораживают начальные напряжения от давления поверхностных нагрузок, затем элементы склеивают между собой в единый блок, включакидий в себя симметрично распол женные относительно, друг друга две модели изделия. На фиг. 1 показано изделие с действующими на него нагрузками + на фиг. 2 - модель для определения напряжений от нагрузки + Р ,- i на фиг. 3 - то же с нагрузкой -Р , на фиг. 4 - блок, включающий в себя симметрично расположенные относитель но друг друга две модели изделия. Способ осуществляется следующим образом.. Действие объемных сил F и уравновешивающих их поверхностных нагрузок (фиг.1) воспроизводится путем разделения изделия на элементы и .создания в них несовместных деформаций . Помещают изделие в параллелепипед Оi§ а., где - координата а - координата плоскости параллеле пипеда, и вводят для каждой плоскости X,-, где х - координата интегрирования напряжения х -f - Pj от давления объемных и гРоверхностных нагрузок. Тогда для каждого выделенного из изделия элемента в виде параллелепипеда х нагрузка F уравновешивает ся напряжениями на его гранях Р.,{х и Р (), а к изделию дополнительно прикладывают самоуравновешенную поверхностную нагрузку Р ). Считая приближенно нагрузку в эле менте приложенной по одной из двух параллельных граней, устраняют в элементах деформации от напряжений Р,-{х) с помощью давлений - (х| ) и монолитно соединяют элементы в изделие. Снимают эти давления и получают напряжения и деформации от объемной и поверхностной нагрузки + Р.,- + Р отличагацейся от заданной на величину Р. Исходную поверхностную нагрузку прикладывают по разные стороны изделия, а нагрузку -Р - по одну его сторону (фиг.З В силу его самоуравновешенности, деформации затухают вблизи участка ее приложения. Поэтому из элементов в.которых предварительно заморожены напряжения (х) от давления поверхностных нагрузок -Р склеивают единый блок, включающий симметрично расположенные относительно друг друга две модели изделия (фиг.4). Затем определяют напряжения в изделии выполненном в виде цилиндра 1 с нагрузками F + Pj (фиг.1). Основную модель для рпределения напряжений от нагрузки + + Р (фиг. 2) склеивают из четырех элементов - внешнего недеформированного элемента 2, И трех цилиндрических элементов 3-5 и замороженных при осевых напряжениях -Р , , -PV определения напряжений от нагрузки -Р (фиг.З) изготавливают единый блок (фиг.4), включающий в себя симметрично расположенные относительно друг друга две модели 9 и 10 изделия. Блок склеивают из трех элементов, Tie. внешнего б, среднего 7 и внутреннего 8 цилиндров, замороженных при осевых напряжениях -Р . л Затем обычными приемами поляризационно-оптического метода определяют напряжения и добавляют к ним величины напряжений, замороженных в элементах. Предлагаемое изобретение позволяет определять напряжения в изделии, возникающие как от объемных, так и от поверхностных нагрузок, что также позволяет повысить точность и избежать применения сложных нагрузок Устройств. Определение напряжений в объектах сложной формы во многих случаях эффективнее поиска аналитических решений задач теории упругоети и численных расчетов на ЭЦВМ. Формула изобретения Поляризационно-оптический способ определения напряжений в изделии, заключакяцийся в том, что из оптически чувствительного материала изготавливают элементы модели изделия, замораживают в них начальные напряжения, склеивают элементы в модель, размораживают эту модель и определяют напряжения в изделии, отлич ающийся тем, что, с целью обеспечения определения напряжений, возникагацих в изделии от действия поверхностных нагрузок, в элементах замораживают начальные напряжения от давления поверхностных нагрузок, затем элементы склеивают между собой в единый блок, включающий в себя симметрично расположенные относительно друг друга две модели изделия. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Труды VII Всесоюзной конферении по поляризационно-оптическому етоду исследования напряжений, т.1, аллин, 1971, с. 187-189. 2.Авторское свидетельство СССР №672477, кл. G 01 В 11/18, 1976 (проотип) .

Фиг.1

Fj Pi Pt

Фиг.3

.2