Устройство для измерения усилий и напряжений
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕ.НИЯ УСИЛИЙ И НАПРЯЖЕНИЙ, содернсашве упругий элемент с анкерами и внут ренней полостью для жидкости, которая соединена с измерителем перемещекия жидкости, и термокомпенсатор, помещенный во внутреннюю полость, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет исключения регистрации поперечной деформации, термокомпенсатор расположен в центральной части упрутч5го элемента, а И1утренняя полость вьшолнена в виде кольцевых ,соI общакяцихся между собой, каналов со швеллерообразным поперечным сечением, при этом размеры каналов выбраны из соотношений - и . 1 «е (z-e)e Ъ - высота стенок швелпэроо заэгде ных кольцевых каналов; с - зазор каналов; е н -ширина каналов; -толщина упругого элемента} 2 -расстояние между анкерами упругого элемента; и -модули деформации упругого & элемента вдоль и перпендикулярно его плоскости. сл ю оо
СОЮЗ ИЮЕТСНИХ
И Ю
РЕСПУБЛИК
3m 01 L 1/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ г (Z Д}Е4 высота стенок швелдврообрадных кольцевых каналов; зазор каналов; ширина каналов; толшина упругого элемента расстояние между анкерами упругого элемента; модули деформации упругого элемента вдоль и перпендикулярно его плоскости. где d 1
Н
7! р
CB
4Я
;СО, Эииаб
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И. ОТНРЫТИЙ (2 1) 3468942/18-10 (22) а 2.07. 82 (46) 07. 11.83. Бюл. М 41 (72) Л.И. Абрамов (71) Московский инженерно-строитель ный институт им. В. В.:Куйбышева (53) 531. 781 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
Ж 760028, кл. 5 01 4 1 02 27.03.78.
2.. Авторское свидетельство СССР
1 е 523309, кл. G Ol 4 1/02,24. 12. 74 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕ.
НИЯ УСИЛИЙ И НАПРЯЖЕНИЙ, содержащее упругий элемент с анкерами и внутренней полостью для жидкости, которая соединена с измерителем перемещения жидкости, и термокомпенсатор, помещен ный во внутреннюю полость, о т л и ч аю m е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений за счет исключения
„„SU„„1052891 А регистрации поперечной деформацни, тер мокомпенсатор расположен в центральной части упругого элемента, а внутренняя полость выполнена в виде кольцевых,со,обшаюшихся между собой, каналов со швеллерообразным поперечным сечением, при этом размеры каналов выбраны нз соотношений
1 1052891
Изобретеепее относится к силоизмерительной технике, а именно к устройствам для измерений усилий и напряжений в конструктивных элементах зданий, сооружений и их основаниях., 5
Известно устройство для измерения усилий и напряжений, содержащее упругий элемент с внутренней полостью для жидкости,, и измеритель давления„жидкости 1 .
lI0
Однако известное устройство не обеспе-. чивает требуемого диапазона измерений рас« тягиваюших напряжений и усилий, поскольку создание разряжения в йолости устройства г
1 можно достичь лешеь 1 кг/см
Известно также устройство для измерения усилий и напряжений, содержащее упругуео пластину с внутрейней полостью для жидкости и термокомпенсатор и измерите,пь перемещения жидкости в KGTopoM o для расширения диапазона измерения рас- тягиваеощих напряжений и усилий упругий элемент выполнен в виде пластины, внутреееняя БОлОсть в. котором G6pQBGBBHQ рав номерно размещенными по длине пластины поперечными сообщающимися каналами с установленными по длине в них стержневьеми компенсаторами, в местах расположения котОрых IIQpp кнь?е IIGBBpxHGcTH пластины снабжены анкерами Г2 3 °
Однако даешьее устройства, помешенееьее в среду с плоско- или объемно напряженным состоянием, а также имеющую свободные деформации, усадки, разбухаееия и др., регистрируют их,, что снижает точность измерений.
UBlII изобретения - повьпцение точнос . ти измерений за счет исклеочения регист рациее поперещеьех деформаций
Указанная цель достигается тем, что
ЛО в устройстве для измерения усилий и напряжений, содержащем упругий элемент с анкерами и внутренней полостью для жидкости, которая соединена с измерителем перемещения жидкости, и термокомnBHcQTop, помещенный во внутреннюю пОлость терм Окомпенсатор расположеее в ееееетральной части упругого элемента, а вееутреееняя полость вьптолнена в виде кольцевых, сообшаеощихся между собой, каналов со швеллерообразньем поперечным 5О сечением, при этом размеры каналов выбраны из соотношений — 710 . и
6 h H. (z-Ц0
Ф, Ев 3H32 — 1Π— и - 1, г Iz-e е
11 - ьысота сгеееок швеллерообразных кольцевых каналов;
d - зазор каналов„
Р - ширина каналов;
I-| — толщина упругого элемента;
Z - расстоянйе между анкерами упругого элемента; — модули деформации упругого
Г элемента вдоль и перпендикулярно его полости.
На фиг. 1 изображен упругий элемен е; поперечный разрез; на фиг. 2 - то же, продольный разрез.
Устройство содержит упругий элемент 1Д на поверхности которого имеются анкеры 2, внутреннюю полость в виде кольцевых каналов со швеллерообразным пойеречным сечением 3, измеритель 4 перемещения жидкости, внутреннюю полость 5 для термокомпенсатора 6 и канал 7, соединяеощий внутренние полости с измерите-,, лем перемещения жидкости.
Объем термокомпенсатора подбирается таким образом, что суммарное температурное объемное расширение жидкости термокомпенсатора равно увеличению объема внутренних полостей при температурном расширении материала элемента 1.
Внутренние полости залиты жидкостью .
:Ее уровень доводят до середины длины измерителя 4 перемещения жидкости.
Устройство работает слеЕу ющим обраЗОМ е
Усилия и напряжения, развивающиеся в исследуемой области конструкции, в которую установлено устройство, воздействуют на упругий элемент 1, в результате чего он сжимается или растягивается.
Жидкость при эе ом вытесняется или втягивается в канал 7, перемещаясь по длине проградуированного измерителя 4- перемещениее жидкости. Измеряя перемещения мениска жидкости, судят о величине и харакжре усилий -и напряжений.
Благодаря выполнению внутренней полости со швеллерообразным поперечным сечением при,соблеодении соотношений объем вытесняемой жидкости под влиянием усилий, действующих перпендикулярно плоскости упругой пластины, больше в 10 раз объема жидкости, вытесняемой усилиями и деформациями, развивающимися вдоль ее плоскости, а изменение объема жидкости за счет прогибов элементов А и Б упругого элемента прене3 1082891 4 брежительно мало в сравнении с объемом формаиии элементов В и Г óóð элежидкости. вытесняемой в резуа*тате де- мента.
Составитель H. Вовчук
Редактор Н. Бы родная Техред М,Наць Корректор В. Гирияк
Заказ 8846/36 Тираж 873 Подл исное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
