Оптико-механічні методи виміру деформацій

ДЕФОРМАЦІЇ НАПРУГ

МЕТОДИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ВИЗНАЧЕННЯ

При вирішенні проблем міцності машин при виборі оптимальних розмірів їхніх деталей і визначенні припустимого навантаження на конструктивні елементи необхідна досить повна інформація про характер очікуваних у цих елементів напружених станах чи виникаючих змінах форми. Точне теоретичне рішення цієї проблеми для складних конструктивних елементів і різноманітних умов напруження не завжди можливо. Особливо це відноситься до випадку, коли додатково до експлуатаційних навантаження додаються обумовлені технологічними процесами виготовлення залишкові напруги.

В практиці інформацію, що допомагає в ряді випадків вирішити ці питання, дають методи експериментального аналізу напружено-деформаційного стану конструкцій. Як правило, вони засновані на обліку результатів технічних вимірів подовжень, що виникають в елементах конструкцій за рахунок зовнішніх навантажень і особливих (залишкових) напруг чи їхньої зміни.

При експериментальних дослідженнях напружено-деформаційного стану конструкцій широке поширення одержали виміри за допомогою механічних і оптичних тензометрів. У залежності від складності досліджуваної конструкції, необхідної точності вимірів, діапазону вимірюваних величин розроблені різні типи тензометрів, що відрізняються як зовнішнім оформленням, так і конструктивно. В основі їх лежить один принцип – визначення зміни бази, обмеженої ніжками тензометра. Зміна довжини зразка (∆u) і вихідна довжина (l₀) входять у розрахункову формулу відносного подовження:

(2.15)

Оскільки обумовлені зміни довжини, як правило, малі, для їхнього виміру поряд зі штангенциркулем, мікрометром і індикатором застосовуються також спеціальні вимірювальні прилади. Механізм дії цих приладів заснований на передачі руху за допомогою зубчастої рейки. зубчастого колеса чи важільної системи. Це дозволяє збільшити точність визначення вимірювальної величини. Для виміру довжини конструктивного елемента у вимірювальних приладах механічної дії застосовують опорні призми чи ніжки, з яких одна є рухлива. До рухливої ніжки прикріпляють стрілочний покажчик для зчитування по шкалі подовження (див. мал. 2.3).

Оптичні тензометри відрізняються від механічних тим, що для збільшення вимірювальних деформацій використовується світловий промінь; при цьому відлік можна вести по переміщенню світлової плями по шкалі тензометра (див. рис. 2.4).

Рис. 2.3 Схема тензометра з індикатором.

1 – важіль; 2 – стрижень індикатора.

Рис. 2.4 Схема оптичного тензометра

1 – шкала; 2 – дзеркало

Тензометри застосовують при статичних і динамічних вимірах. При цьому вони можуть закріплюватися на досліджуваному об’єкті на увесь час іспитів чи тільки для відліку показань з наступним заняттям з об’єкта.

У першому випадку тензометр повинний досить надійно закріплюватися на об’єкті, включаючи при цьому сильного притиснення, щоб запобігти виклику в досліджувальному об’єкті додаткових напруг і ушкоджень призм. Тому при виготовленні тензометрів прагнуть зменшити їхню масу і зусилля, необхідне для переміщення їхнього механізму.

Дата добавления: 2017-02-01