Способ определения компонент напряжения

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к тензометрии поверхностей конструкций, находящихся в сложно-напряженном состоянии. Цель изобретения - повышение точности и надежности определения компонент напряжений. Цель достигается благодаря установке четырех тензорезисторов относительно заданной оси X на конструкции под углами р -arctgVfT, рг + arctg 7 ,рз 90° - - arctg уГ и р 90° + arctg yT , где ft - коэффициент Пуассона материала конструкции. Способ обеспечивает высокую точность определения компонент напряжений Ох, 0у и гху по показаниям четырех тензорезисторов и возможность определения двух компонент Ох и гху или Оу и гху в случае отказа двух тензорезисторов . 1 ил,

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 В 7/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР пЕ В IQ $ М, .а. I

Ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

>pi - -arctg p; pz = + arctg p

Ф рз =90 — arctg ; р4 -90 +arctg и (21) 4690763/28 (22) 07.03.89 (46) 23.11.91. Бюл. М 43 (71) Московский авиационный институт им.

Серго Орджоникидзе (72) P.À.Ìèõååâ и А.Г.Дворников (53) 539.37.531.781.2 (088.8) (56) Тензометрия в машиностроении. Справочное пособие./Под ред. P.À.Ìàêaðîâà.—

M,; Машиностроение, 1975, с. 24. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОМПОНЕНТ

НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к тензометрии поверхностей конструкций, находящихся в сложно-напряженном состоянии. Цель изоИзобретение относится к измерительной технике, а именно к тензометрии поверхности конструкций, находящихся в сложно-напряженном состоянии.

Целью изобретения является повышение точности и надежности определения компонент напряжений.

На чертеже показана схема реализации способа.

На схеме приняты следующие обозначения: 1 — исследуемая конструкция; 2— связующее; 3 — электроизолирующая основа; p< — уц — соответственно углы между заданной осью Х и тензорезисторами ТР1, ТР2, ТРЗ и ТР4.

Способ осуществляю : дующимобразом.

В заданной условиями эксперимента зоне поверхности исследуемой конструкции 1 при помощи связующего 2 устанавливают четырехкомпонентную розетку

» Ы 1693366А1 бретения — повышение точности и надежности определения компонент напряжений.

Цель достигается благодаря установке четырех тензорезисторов относительно заданной оси Х на конструкции под углами

pt=-arctq p, = + агстд p, рз =-90"— — arctg /с и pi 900 + arctg где p — коэффициент Пуассона материала конструкции. Способ обеспечивает высокую точность определения компонент напряжений с,oy и txy по показаниямчетырех тензорезисторов и воэможность определения двух компонент ох и waxy или

ОУ И Гху В СЛУЧаЕ ОтКаэа ДВУХ тЕНЭОРЕЗИСтОров. 1 ил, тензорезисторов ТР1-ТР4, которая может быть выполнена как в виде четырех чувствительных элементов. закрепленных на общей электроизолирующей основе 3, так и как набранная из отдельно выполненных тенэорезисторов, Тензореэисторы ТР1-ТР4 устанавливают относительно заданной оси Х на конструкции (например, совпадающей с направлением действия максимальных нормальных напряжений) соответственно под углами где р- коэффициент Пуассона материала конструкции. При /с= 0,3 p> = — 28,7, =+287о уз=61 3о р 118 7о .. 1693366

2 (1 — и) ( (и1 () (1+ G ху—

2(1 — /)( (2) Если перейти при 0,26,и 0,33 к радианной мере, то р1 = -0,74 и "0,28, pz 0,74,è + 0,28, р = 0,74,и + 1,29 и

pq =0,74 p + 1,85. При нагружении конструкции Ilo показаниям тензорезисторов измеряют деформации е1 — A конструкции вдоль осей тензорезисторов ТР1 ТР4 и рассчитывают исходные компоненты напряжений ох, сну,t» по следующим соотношениям; Гху (Е2 с:1 + 63 Яэ), (3)

1+ 6

/4 где o, oy — нормальные напряжения, действующие вдоль осей Х и У;

waxy — касательные напряжения;

Е u G — модуль нормальной упругости и модуль сдвига материала конструкции.

Предлагаемый способ характеризуется высокой точностью определения компонент напряжений ах, сну, zxy — случайная погрешность их определения, выраженная в значениях среднеквадратического отклонения (СКО), составляет при,и = 0,3:

СКО (Ox)=CKO (Oy) =

= 1,01 Е СКО (О), (4)

СКО (Гху) = 1,19 6 CKO (A) (5) где СКО (@) — случайная погрешность измерения деформации.

Предлагаемый способ характеризуется высокой надежностью, поскольку, отказ одного из тензореэисторов приводит лишь к снижению точности определения

Ox, Oy Гху ПО ПРКаэаНИяМ ТреХ ОСтаВШИХСя тензорезисторов, одновременный отказ тензорезисторов ТРЭ и ТР4 позволяет опре5 делять ох по соотношению(1) и waxy c пониженной точностью по соотношению (eZ — Е1), (6)

1 + е Q

/C отказ тенэорезисторов ТР1 и ТР2 позволяет определять сгу по соотношению(2) и тху по соотношению и только совместный отказ других пар тензорезисторов не позволяет определить ни

20 одной искомой компоненты напряжений.

Формула изобретения

Способ определения компонент напряжений, заключающийся в том, что на поверхности исследуемой конструкции ус25 танавливают четырехкомпонентную розетку тензорезисторов, при нагружении конструкции по показаниям тензорезисторов измеряют деформации вдоль осей тензорезисторов, по которым рассчитывают

30 компоненты напряжений в направлении заданной оси на конструкции, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и надежности определения компонент напряжений, тенэорезисторы устанав35 ливают относительно заданной 9си под углами pt = -aretg уи, pz = агсщ"и

/ l

qb = 90 — 8Ictg ф,; = 90 + arctg P где и — коэффициент Пуассона материала

40 конструкции.

1693366

Составитель Е. Вакумова

Техред М,Моргентал Корректор А.Осауленко

„Редактор О,Головач

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4067 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5