Устройство для определения напряженного состояния легкодеформируемой среды

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения напряженного состояния легкодеформируемой среды, например грунтов Цель изобретения - повышение точности Устройство состоит из двух криволинейных гензобалочек 2 и 7, одни концы которых закреплены с помощью осей 3 и 8 на жестком основании 1, а другие концы закреплены шарнирно при помощи осей со стойками 4 и 9, шарнирно прикрепленных через ось 6 к основанию 1, являющемся базой тензометра Тензопреобразователи 11 установлены в фиксированных точках на криволинейных тензобалочках 2 и 7 (не менее двух на каждой) и на стойках (по одной на каждой). Снятие сигналов от тензопреобразователей и их анализ производится известными устройствами Такое решение позволяет определить величину и направление действия напряжений с максимальной точностью 3 ил

СО!ОЗ COBI:ТСКИХ

СОЦИЛЛИС ГИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

I f15 G 01 В 7/18

ГОсудАРстБенныЙ кОмитет

liO ИЗОБРЕТЕНИЯМ l1 ОТКРЫ ГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССГ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKGfVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4609841/28 (22) 13.10.88 (46) 15.03.91. Бюл. N 10 (71) Московский автомобильный завод им. И. А. Лихачева (72) В. В, Сапожников и Б. И. Терновский (53) 531.781.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N; 1137350, кл. G 01 L 1/22, 1983, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПPЕДЕЛЕНИЯ

НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ЛЕГКОДЕФОРМИРУЕМОЙ СРЕДЫ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения напряженного состояния легкодеформируемой среды, например грунтов. Цель изобретения — повышение

„„5U„„1634991 А1 точности. Устройство состоит из двух криволиней fblx тензобалочек 2 и 7, одни концы которых закреплены с помощью осей 3 и 8 на жестком основании 1, а другие концы закреплены шарнирно при помощи осей со стойками 4 и 9, шарнирно прикрепленных через ось 6 к основанию 1, являющемся базой тензометра. Тензопреобразователи 11 установлены в фиксированных точках на криволинейных тензобалочках 2 и 7 (не менее двух на каждой) и на стойках (по одной на каждой), Снятие сигналов от тензопреобразователей и их анализ производится известными устройствами Такое решение позволяет определить величину и направление действия напряжений с максимальной точностью. 3 ил.

1634991

3 3 В И С ИГЛ ОС! И:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения напряженного состояния легкодеформируемой среды, г<дпример грунтов.

Цель изооретения — повышение точности.

Нд фиг, 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид в плане; на фиг. 3 — сечение Л вЂ” А на фиг, 1, УС<рОйСтвО для ОпрЕдЕлЕния напряжЕнного состояния легкодеформируемой среды состоит из жесткого основания 1, на которогл уста«овлены двс зеркально расположен«ые по отношени<о друг к другу независимые упругие системы, Одна из них

cocT0L1ã из криволинейной тензобалочки 2, соедlll(el<<<0<1 шар l Lip<10 пр<1 помощи оси 3 с

0cl

5, а с основанием 1 — через ось 6, Другая система упр„<их элементов состоит из криволинеиной тензобало <ки 7, соединенной

L!I;lp)

0 и стойки 9, шарнир lo соединенной с тензобдлочкой 7 посредствогл оси 10. д основаI

lle l3eIlee од«ого те«зопреобрдзователя 11.

< lo 0сí0<3;II<<<è 1 устройcTâe предусмотреl<û отверстия 12 для крепления его к штампу, Устройство работает следующим образом.

Основание 1 прикрепляется винтами через отверстия 12 к заглубляемой в грунт поверхности PIII<3eнтора, например, к подошве штампа. При перемещении штампа в

«егкодофорглируеглой среде (например, пес0К, ил, торф), последняя воздействует на криволинейные балочки 2 и 7 устройства, вызывая в Il x продольные напряжения <7<ай<, соизмеримые с ндпряже«иями в среде.

Рассмотрим работу каждой упругой сиcTer.II,1 устройства в отдельности.

Ндпряженг<ое состояние можно описать из<<естнь<ми зависимостями и соотношенlл4глке«ия гтг< получд <от из следующей

В где i=-1, 2 — число закрепленных тензопреобразователей; р, В, Fr — радиус кривизны, ширина и площадь поперечного сечения криволинейной бало <ки

01 + ОЗ Гт< — Гтэ

Л— т/

2 2 о< и оз — главные максимальные и минимальные напряжения;

Π— угловая координата гт<.

При этом шарнирное соединение ось<о

5 криволинейной тензобалочки 2 со стойкой

4 и их крепление осями 3 и 6 к основанию 1 тензометра обеспечивает статическую определимость всей системы, а в стойке 4 обеспечивает появление сжимающих напряжений (для избежания возникновения изгибных напряжений в стойке 4 при потере устойчивости, поперечное сечение стойки имеет вид швеллера). Пренебрегая черезвычайно малыми отклонениями стойки 4 от перпендикулярности к основани<о 1 тензометра вследствие изгибных деформаций криволинейной балочки 2, получают величину сжимающих напряжений в стойке (<>сж):

oñæ =с — (А — v sin 2 0), В (2) сж — Р где F

Решение системы уравнений (1) и (2) при определенных значениях г><<1 и гт<ч по показаниям двух любых тензопреобразователей установленных на криволинейной балочке и определенном значении <>сж, позволяет определить известным способом величины

CJ1, ОЗ И 0, полностью характеризующие плоское напря>кенное состояние легкодеформируемой среды, Подобное решение справедливо и для другой упругой системы в виде криволинейной балочки 7 и стойки 9.

Уравнение (1) получено из условия непрерывного распределения контактных напряжений вдоль поверхности криволинейной балочки. Если устройство с криволинейной поверхностью упругого эле"лента перемещается вместе со штампом в легкодеформируемой среде в направлении, несовпада<ощем с нормалью к основанию тензометра, и вектор перемещения касателен к поверхности криволинейной балочки, то ниже точки касания находится область разрыва контакта криволинейной балочки тензометра со средой, имеющей слабые восстанавливающие деформации и, следовательно, использование уравнения (1) невозмо>кно. В предлагаемом устройстве одна из незанисигль<х систем у«ругих элементов

1 6;34991

Фиг. 2 в этом случае при любой траектории перемещения устойчива контактирует со средой деформирования вдоль всей поверхности криволинейной тензобалочки. Выбор измеряемой упругой системы иэ имеющихся в 5 устройстве определяется по максимальному значению сжимающего напряжения в стойках 4 и 9.

Устройство должно занимать такую малую область пространства, чтобы oi, пз и О 10 не зависели от координаты внутри этой области, жесткость элементов упругой системы устройства должна превышать жесткость деформируемой среды.

Технико-экономическая эффективность 15 заключается в повышении точности измерений напряжений, действующих в деформируемой среде при смещении штампа внутри среды по любой плоской траектории, Кроме того, точность измерения тензометром на- пряжений не зависит от величины обратных восстанавливающих деформаций.

Формула изобретения

Устройство для определения напряженного состояния легкодеформируемой среды, содержащее жесткое основание, симметричный криволинейный упругий элемент с тензорезисторами, шарнирно соеди ненный концами с основанием, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, криволинейный упругий элемент разрезан по плоскости симметрии, а устройство снабжено двумя тенэоэлементами шарнирно соединенными и шарнирно соединяющими образованные после разрезки концы криволинейного элемента с основанием.

1634991

Составитель В. Савичев с:.: ор Л, П«.олинская Техред М,Mopreí àë Корректор С. Черни ..)а )3 f 1 Тираж 387 Подписное

БНИЛПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Ыосква, Ж-35, Раушская наб., 4/5 и;:зв ь..гв;,о подате: ьский комбинат "Патент", r. Ужгород. уп.Гагарина, 101