Поляризационно-оптический способ определения термоупругих напряжений Советский патент 1981 года по МПК G01B11/16 

(54) 1ЮЛЯРИЗАВДОННО-ОПТИЧЕСКИЙ СПОСОБ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕРМОУПРУГИХ НАПР-ЯЖЕНИЙ

I

H3o6peteHHe относится к области исследования термоупругих напряжений по заданному температурному полю в деталях конструкций с помощью поляризационно-оптического метода.

Известен способ определения темроупругих напряжений, заключающийся в том, что модель изделия, изготовленную из оптически чубствительного материала, нагревают до температуры высоко-эластичного состояния, в модели создают заданный перепад температур, модель медленно охлаждают до комнатной температуры, снимают заданный перепад температур и определяют термоупругие напряжё- кия | .

Однако известный способ не позволяет определять термоупругие напряжения с высокой точностью из-за большой нелинейности характеристики деформирования оптически чувствитель2

кого материала вблизи температуры высокоэластического состояния. .

Наиболее близким к изобретению является полйризационно-оптический способ определения термоупругих напряжений в изделии, заключающийся в том, что модель, подобную по форме . изделию, нагревают или охлаждают с обеспечением заданных температур и тепловых градиентов, измеряют веtoличину, двулучепреломления в модели, по которой определяют напряжения C2j.

Однако обеспечение заданных температур и тепловых градиентов в модели не- всегдА возможно из-за сложного

5 температурного поля в изделии, представляющем собой многосвязное тело, а также из-за несоблюдения тюлного подобия между изделием и моделью. Это приводит к понижению точности опреде20ления тёрмоупр.угих напряжений.

Целью изобретения является повышение точности определения термоупругих напряжений. 3 .Для этого изготавливают дополнительные модели, неподобные по форме изделию, в которых создают перепады температур, соответствующие перепадам температур в изделии, и по величине двулучепреломления в дополнительных моделях определяют величины напряжений, которые суммируют с напряжениями в модели изделия. Сущность способа заключается в том, что в известном способе операцию создания подобных изделию температур на плоской модели проводят с помощью нагревательных или охлаждающих элементов только для температур по внешнему и внутренним контурам модели изделия. При этом температурное поле в модели неподобно натурному различия в температурных градиентах, которое возникает из-за теплообмена боковых поверхностей плоской модели изделия с окружающей средой. Другое отличие состоит в том, что проводят многократное создание подобных изделию теплоперепадов на плоских дополнительных моделях, неподобных по форме изделию выполненых без концентраторов напряжений. В дополнительных мод лях создают перепады температур, соо ветствующие перепадам температур в изделии, и по величине двулучепрелом ления в дополнительных моделях определяют величины напряжений, которые суммируют с напряжениями в модел изделия.f Напряжения в изделии (, определя по следующей формуле V . 1/ .(.ti) ff(x).;ycx)pc-t) 1н - ш %, K-..e«(K,S(;) К.Жи - коэффици енты нап ряжений а индексы н - условия изделия; м - условия модели; - исследуемое изделие; i - дополнительные модели (t) - температурное поле с подобными заданньш на изделии перепадам температур, и температурными градиентами, соответствующими пространственно одномер задачам теплопроводности; (1 ) - температурное поле с подобными заданным на изделии перепадами температур и температур ными градиентами, полученными экспериментально на дополнительных моделях в условиях теплообмена с окружающей средой по боковым поверхностям модели; - температурное поле с подобными заданным на изделии перепадами температур и температурными градиентами полученными экспер : антально на модели изделия в условиях теплообмена и с учетом возмущения темпер-атурного градиента в окрестнос.. тях концентраторов; V - масштаб приведенных термоупругих напряжений по температур-. ному прлю (1) | ,j - приведенные термоупру гие напряжения, полученные по замеренной на модели изделия величине двулучепрелрмления при поле температур (2) . ьзование изобретения обеспео сравнению с известными и возможность исследования ряженного состояния многотел у с учетом Концентрации ий. Кроме этого, способ моприменен с целью оптимальектирования изделий, предие собой многосвязныа тела твии больших перепадов, тем. Формула изобретения ризационно-оптический способ ения термоупругих напряжезделии, заключающийся в том, ель, подобную по форме издегревают или охлаждают, измеличину двулучепреломления и, по которой определяют нап, отличающийся о, с целью повышения точносделения, изготавливают допол5 86193 нительные модели, неподобные по форме изделию, в которых создают перепады температур, соответствующие перепадам температур в изделии, и по величине двулучепреломления5 в дополнительных моделях определяют величины напряжений, которые суммируют с напряжениями в модели изделия. . 7« Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 . Метод фотоупругости. Под ред TJI. Хесина.М,, Стройиздат. 1975, т 3, с. 215-216. 2. Александров А.Я.,Ахметзянов М.Х. Полйризационно-оптические методы механики деформируемого тела, М., Наука, 1973, с. 362-365 (прототип;.