Погрешности упругих элементов

Рабочие характеристики упругих элементов.

Основными рабочими характеристиками упругого элемента являются те характеристики, которые определяют его способность деформироваться под действием нагрузки. К таким характеристикам относятся упругая характеристика, жесткость и чувствительность.

Упругой характеристикой называется зависимость между перемещением определенной точки упругого элемента и нагрузкой.

Упругая характеристика может быть представлена в виде графика, таблицы или аналитической зависимости. Может быть линейной (а) или нелинейной (б), (в).

(а) линейная характеристика

(б) нелинейная затухающая (жесткая)

(в) нелинейная возрастающая (мягкая)

Отклонение характеристики от линейной оценивается величиной нелинейности:

,

где - наибольшее отклонение упругой характеристики от линейной,

- наибольшее перемещение упругого элемента (выбирается из условий работы).

Нелинейность возрастающей характеристики положительна, а затухающей – отрицательна.

Если характеристика упругого элемента линейна, то жесткость представляет собой отношение нагрузки к соответствующему перемещению:

,

а чувствительность – отношение перемещения к вызвавшей его нагрузке:

.

Жесткость и чувствительность упругого элемента с нелинейной характеристикой меняются в зависимости от прогиба и определяются следующим образом:

;.

Жесткость, чувствительность.

При параллельном соединении нескольких упругих элементов:

,,, ()

где - номер установленного элемента,

и - жесткость и чувствительность - го установленного элемента соответственно.

При последовательном соединении упругих элементов:

,. ()

Если элементы вступают в работу неодновременно:

В таком случае характеристика получается ломаной:

,,()

где - число элементов, вступивших в работу.

Для манометрических упругих элементов важными характеристиками являются эффективная площадь и перестановочное усилие.

Пример:

Необходимо знать, как давление преобразуется в силу натяжения струны. Для этого вводится перестановочная сила, определяемая как сосредоточенная сила, которая возвращает точку в положение:

;

.

Таким образом, эффективная площадь есть отношение перестановочной силы к давлению.

Следует отметить, что в силу нелинейности упругие элементы могут иметь непостоянную эффективную площадь.

В отличие от курса сопротивления материалов, где при расчете конструкции основными критериями работоспособности были прочность и жесткость, основным критерием качества упругого элемента является точность, с которой производится преобразование измеряемой величины в перемещение или усилие.

Отказ – это разрушение и большие деформации.

Метрологическая точность – когда рабочие характеристики уходят за пределы допуска.

Одним из источников погрешности упругого элемента является несовершенство его упругих свойств, которое проявляется в виде:

А) гистерезиса;

Б) упругого последействия;

В) релаксации напряжений или ползучести;

Г) температурных погрешностей.

Гистерезис проявляется в несовпадении характеристик при прямом и обратном ходе.

.

Гистерезис целиком входит в погрешность прибора.

Дата добавления: 2014-01-06