Модель для измерения напряжений в деталях бандажированного валка поляризационнооптическим методом

 

МОДЕЛЬ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИП В ДЕТАЛЯХ БАНДАЖИРОВАННОГО ВАЛКА ПОЛЯРИЗАЦИОННО-ОПТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ , содержащая ось и бандаж из оптически неактивного материала, выполненн е в пропорции к моделируемым деталям бандажированного валка, и оптически активную вклейку, о т л ич а ю щ а я с я тем, что с целью упрснпения процесса измерения, ось и бандаж выполнены в виде прямоугольных параллелепипедов, размеры сечений которых, перпендикулярных оптически активной вклейке, определяют из следующей эaвиcи юcти: В 0,59D при Н В, где В - итрина прямоугольного сече . ния } И - высота прямоугольного сечения; ,8 D .-.диаметр моделируемого (П круглого сечения.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО4

РЕСПУБЛИК

3(59 01 В 11 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Aexoiemm ca TenbcTav 4

;с .) (3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изоБРетений и ОтнРытий (21) 3373314/25-28 (22) 10.12.81 (46) 15,05.83..Бюл. В 18 (72) С.В.Конев (71),Магнитогорский горно-металлур-гический институт им. Г.И.Носова (56 ) 1. Ушаков Б.Н. и Фролов И.П.

Напряжения в композиционных конструк- циях М. Машиностроение", 1979,, с.25-26»

2. Полухин П.И-. и др. Тонколистовая прокатка и служба валков. М., "Металлургия", 19ф7, с. 33-34 (про-. тотип ). (54) (57) МОДЕЛБ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯ. жениП В ДетАЯЯК БАнДАжиРОВАннОГО

ВАЛКА ПОЛЯРИЗАЦИОННО-ОПТИЧЕСКИМ МЕТОдОМ, содержащая ось и бандаж из,.SU„„1011922 A оптически неактивного материала, выполненные s пропорции к маделируеьыч деталям бандажированного валка, и оптически активную вклейку, о т л ич а ю щ а.я с я тем, что, с целью упрощения процесса измерения, ось и бандаж выполнены в виде прямоуголь- ных параллелепипедов, размеры сечений которых, перпендикулярных оптически активной вклейке, определяют из следующей зависимости:

В 0,59,9 при И )), где Ь ;.ширина прямоугольного сечеI ния;

Н - высота прямоугольного сече ния, е

В . †.диаметр моделируемого круглого сечения, 1017922 где > - диаметр круглого сечения, то, следовательно, для соблюдения

60 равенства необходимо иметь вн тп

64

Для обеспечения необходимости собли65

5 дения краевых условий нагружениг» в

Изобретение относится к измерительной технике и может бить использовано для исследования напряжений поляризационно-оптическим методом в сопрягающихся охвативаемой и охваты вающей деталях.

Известны плоские модели объемных тел для исследования плоского напряженного состояния поляризационнооптическим методом, выполненные в пропорции к моделируемым иэделиям P1) .

Недостатком таких моделей являет-. ся то, что они не позволяют измерить напряжения в узлах, состоящих иэ охватываемой и охвать>вающей деталей, например в бандажированном валке, так как при изготовлении плоской модели она неизбежно включает не две детали, например ось и бандаж моделируемого прокатного валка, а триодну охватываемую (ось ) и две, на кото...>ые распадается охвативающая деталь две половинки бандажа ). При этом получается, что две половинки одной детали-бандажа-между собой не взаимодействуют, что практически означает несоблюдение подобия в модели и натуре. Кроме того, плоские,детали объемных тел, находящихся в плоском напряженном (плоском деформированном )состоянии, в ряде случаев не обеспечивают количественного подобия напряжений модели напряжениям натуры, даже если они выполнены в пропорции к объемному телу.

Это объясняется .тем, что плоская модель имеет иное сопротивление плоскому нагружению, например чистому изгибу, чем объемное тело.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является модель для измерения напряжений в деталях бандажированного валка поляризационно-оптическим методом, содержащая ось и, бандаж иэ оптически неактивного материала, выполненные в пропорции к Модулируемым деталям бандажированного валка, и оптически активную вклейку f2 ), Однако при исследовании напряжений такие модели помещают в иммерсионную ванну. которая требуется для того, чтобы не происходило частичного отражения лучей от поверхности модели.

:->то достигается погружением модели в „иммерсионную жидкость, оптические свойства иммерсионной ванны равны оптическим свойствам модели. Так как поверхность иммерсионной ванны перпендикулярна направлению лучей, их отражение не происходит. Картина напряжений становится »nv этом более размытой появляется необходиI мость в дополнительном оборудовании: иммерсионной ванне, сильном источнике света и охлаждающем устройстве для него, а та><же в закреплении этого оборудования на поляриэационнооптической установке, что затрудняет и удлиняет процесс иэмерени».

Цель изобретения — упрощение процесса измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в модели для измерения напряжений в деталях бандажированного валка поляризационно-оптическим методом, содержащей ось и бандаж иэ оптически неактивного материала, 10 выполненные.в пропорции к моделируемым деталям бандажированного валка, и оптически активную вклейку, ось и бандаж выполнены в виде прямоугольных параллелепипедов, раэ15 меры сечений которих, перпендикулярных оптически активной вклейке, определяют из следующей зависимости:

В = 0 59 D при Н = D, где  — ширина прямоульного сечения>

20 Н вЂ” высота прямоугольного сечения;

2 — диаметр моделируемого круг» лого сечени> .

На чертеже представлена модель.

Модель для измерения напряжения в деталях бандажированного валка поляризационно-оптическим методом содержит ось 1, бандаж 2 из двух половин и оптически активную вклейку 3.

Пример . Бандажированный валок имеет размеры: диаметр бандажа

1000 мм, диаметр оси 400 мм. Модель с круглым сечением выполнейа в масштабе 1:25, т.е. имеет резмери:

З5 диаметр бандажа 40 мм, диаметр оси

1.6 мм, Размеры прямоугольного сечения модели выбираются из условия равенства напряжений напряжениям в мо40 дели с круглым сечением.

Для равенства напряжений в моделях с различной Формой сечения необходимо сохранить равенство моментов инерции сечений (при прочих равных условиях ). Так как момент инерции прямоугольного сечения и модели BH

Э

12 где В - ширина прямоугольного сече50 ния; . Н - высота прямоугольного сечения, а момент инерции заменяемого круглого сечения

55 7 Z)4

Э

1017922

3 Э

В = ------ = 0 59 D.

Составитель Е.Щелина редактор О.Колесникова Техред О.Неце Корректор 0 ° Билак

Заказ 3523/38 Тираж 602 Подпщр ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 ппп,патеят зак. Ж .ФУ модели нужно сохранить расстояние от крайних волокон и оси до нейтрального слоя таким, каким оно было в заменяемой модели с круглым сечением, т.е. Н = D . С учетом предыдущего равенства определяется толщина модели

Поскольку все остальные краевые условия остаются неизменными, то при плоском нагружении модели напряже-. ния, фиксируемые на оптически активйой вклейке 3, равны напряжениям в модели с круглым сечением.

Таким образом, высота прямоугольного сечения принимается равной диаметру модели с круглым сечением, т.е. соответственно 16 мм и 40 ви.

01ирина прямоульного.сечения оси равна 16 мм х 0,59=9,4 мм. Нирина прямоугольного сечения бандажа равна 40 мм х 0 59=23,6 мм. Поскольку ширина вклеек 3 бандажа равна ширине прямоугольного сечения оси, то толщина боковин бандажа составляет

9,5/23,6» 9,4/=7,1 мм.

10 При использовании данной модели для моделирования взаимодействия бандажа и оси в процессе нагружения модели удалось зафиксировать момент возникновения внутренних 5 сил между бандажом и осью и показать, .что суммарная сила, действующая на края бандажа, больше внешней силы, приложенной к бандажу.