Способ определения напряжений на заданной площадке с учетом поперечной тензочувствительности тензорезисторов

 

Изобретение относится к технике шмерення деформаций и напряжений и предназначено к использованию при экспериментальных исследованиях прочности различных видов машин и инежерныч сооружений . Целью изобретения является повышение точности измерений г счет чета влияния поперечной тензочувствительности тензорезисторов Способ определения напряжений заключается в ориентации дву ч гешорезисторов на обьекте под углами, учитывающими поперечную тензочувствнгельность тензорезисторов

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Ci Ol В 7/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3586600/63 (22) 29.04.83 (46) 23.10.9!. Бюл. № 39 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) P. А. Михеев и А. Г. Дворников (53) 531.781.2 (088.8) (56) Серьезнов А. Н. Измерения при испытаниях авиационных конструкций на прочность. — М.: Машиностроение, 1976, с. 58 — 60.

Изобретение относится к технике измерения деформаций и напряжений (тензометрии) и предназначено к использованию при экспериментальных исследованиях прочности различных видов машин и инженерных сооружений.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет учета влияния поперечной тензочувствительности тензорез исторов.

Как известно, относ ительное удлинение по заданному направлению на поверхности объекта. определяется формулой в;= в сов rp;+e„sin y;+ e„„si ny; cosset;, (1 ) где е„и е„— относительные деформации по осямХи У; е„— деформация сдвига; ср; — угол между осью тензорезистора и осью Х.

Сигнал тензорезистора пропорционален относительному приращению его сопротивЛ ления з, которое с учетом поперечной

„„SU„„1686302 А 1

2 (54) СПОСОБ ОП РЕДЕЛ ЕНИЯ НАП РЯЖЕНИЙ НА ЗАДАННОЙ ПЛОШАДКЕ С

УЧЕТОМ ПОПЕРЕЧНОЙ ТЕНЗОЧУВСТВИТЕЛ Ь НОСТИ ТЕ НЗОРЕЗ ИСТОРОВ (57) Изобретение относится к технике измерения деформаций и напряжений и предназначено к использованию при экспериментальных исследованиях прочности различных видов машин и инежерных сооружений. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет учета влияния поперечной тензочуBcTBHTelbHocти тензорезисторов. Способ определения напряжений заключается в ориентации двух тензорезисторов на объекте под углами, учитывающими поперечную тензочувствительность тензорезисторов.. тензочувствительности может быть з апис ано так: — =Як;+5и0.я=5(е;+5е„;), (2)

ЛЯ

Я

4, Ь

Snon QG

S — - то же, что и — —, (3)

/ где 5 — тензочувствительность (продоль- С ная); СР е; — относительное удлинение по оси (© тензорезистора;

S„„, — поперечная тензочувствительность; е„; — относительное удлинение по направлению, перпендикулярному оси тензорезистора.

Сумму е,+Як„; можно рассматривать как некоторое эффективное удлинение езф — е/+$8 (4)

С другой стороны именно еф и определяют при обработке результатов измерений:

Г1ap

Езф;= ) =E изи (5) ,з изи

1686302 а г +./Юа

2 — рг71 — )

W(— (1 — ) .

Предлагаемый способ позволяет обеспечить учет влияния тензочувствительности, что повышает точность результатов эксперимента, и сократить на 1/3 число потребных тензорезисторов, соединительных каналов и проводов измерительной аппаратуры, что уменьшает затраты на изготовление и монтаж тензорезисторов и соединительных проводов, изготовление и эксплуатацию измерительной аппаратуры, что сокращает трудозатраты на подготовку и проведение испытаний и на обработку данных эксперимента.

Выражая е; по формуле (1) и в„; по той же формуле, но при значении с!у-;==

=с!3;+90 (так как вп; — удлинение по направлению, перпендикулярному к оси тензорезистора) и подставляя эти выражения в формулу (4), получим е;.1=е,(cos - 1p;+Ssin "ср;)+sÄisin ср;+5соз <ру е „,(1 — S)s1гнр;созгр;. (6)

Деформации ь,, е„и е„д связаны с напряжениями о„о, и ...:-;àêînîì Гука:

О» !3 в = — — о,. ю — E т у. р, оп

v. t) = О т+, Е

Формула изобретения

1 хд ю.;гу—

С пособ определения напряжений на заданной площадке с учетом поперечной тензочувствительности тензорезисторов, заключающийся в наклеивании тензорезисторов на объекте, нагружении объекта, измерении деформации с помощью тензорезисторов и расчете напряжений, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения точ25 ности измерений за счет учета влияния поперечной тензочувствительности тензорезисторов, используют два тензорезистора, которые при наклеивании их на объекте ориентируют поа угаами у 1 3= à ã ñ t äу р — Г

1 — )3.S к характерной оси об.ьекта, а после измерения деформации рассчитывают искомые величины нормального о, и касательного т„, напряжений на площадке, перпендикулярной к характерной оси:

«/»

" " — 21" + "11Г Г+т"

Составитель 1О. Коваль

1 едактор О. 1Орковеикая Техред A. Кравчук Корректор H. Ревская

Заказ 3591 Тираж Подписное

ВНИИПИ Гссмтарствс нного комитета по изооретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 I;3035, Москва, Ж вЂ” -35, Раушская наб., д. 4/5

Производствен1к>-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 где Е, G, p — упругие постоянные.

Представляя (7) в (6), получим

+ — (! — pS)sin q;; — (и — -S)cos .р11од+

1 ()В1Птр1СОЗСР1тюр °

T 1 (8, 1 р

1-!айдем величину (p - =::<ð;,, при которой коэффициент в (8) при о„обра1цается в ноль, г е. показания тензорезистора не зависят от величины о,, для чего запишем по (8) ра 13енство (1 — и51sin-

1P = - - а 1-С сУ -ф- ll0) — ь !

Таким образом, наклеи13ая два тензоревистора под углами 1! и rpй), следующими из формулы {!О), к характерной оси объекта, можно получить два узавнсния вида (8), из которых и определяются искомые

nÄ 13т,, Выписывая уравнение (8) для ср1= — р! и cp2=(p2 и решая полученну1о систему относительно о, и т„,, найдем формулы для опРеде,1епня л„н т,.„:

Е о.; —, (ьь1»+вафа) 1 —, 2 (1 — -р) !+.з)

" .гЬ:оат — р 7 где p — коэффициенты Пуансона;

Sïîï

S — — — отношение коэффициента попереч

S ной тензочувствительности $,„к коэффициенту тензочувствительности S;

Е и G — модули упругости; е1, вв — значения дефсрмаций соответственно в направлении характерной оси и перпендикулярно к ней.