Главная | Обратная связь
МегаЛекции

Метод голографической интерференции





С появлением лазеров стало возможным исследовать деформации в нагруженных телах с помощью методов голографии.

Голографические методы позволяют определять характеристики нагруженности деталей, а также их формы колебаний.

Метод тензометрирования

Деформацию твердых тем, вызываемую внешними силами, определяют приборами, называемыми тензометрами, а процесс замера деформаций с их помощью называется тензометрированием.

Тензодатчики определяются своей универсальностью: помимо своего основного назначения, заключающегося в определении напряжений, они позволяют измерять нагрузку, крутящий момент, давление, вибрацию и многие другие физические величины.

Проволочный тензодатчик сопротивления сам по себе настолько прост, что многие инженеры недооценивают необходимость приобретения достаточных знаний и опыта для правильного использования тензодатчиков.

Иногда можно встретить инженеров, пытающихся, например, вывести заключение о напряжениях в хрупком материале по показаниям единственного тензодатчика, расположенного в направлении максимального растягивающего напряжения на поверхности с двумерным деформированным состоянием.

Таким путем нельзя получить достаточных сведений о деформации, позволяющих определить величину главного максимального напряжения.

Наряду с теоретическими положениями, определяющими применение тензодатчиков вообще, существуют еще и практические способы лабораторного использования наклеиваемых тензодатчиков и их защиты от вредного воздействия внешних факторов, таких как высокая температура или очень низкая, влажность и др.

Процесс экспериментального анализа напряжений с помощью тензодатчиков предполагает три этапа.

Первый – выбор подходящего тензодатчика и его наклейка в точно заданном направлении;

Второй – использование соответствующих приборов для получения электрических сигналов, пропорциональных измеряемой деформации (коэффициент пропорциональности устанавливается тарировкой);



Третий – анализ деформаций и их перевод в напряжения.

Недостаток внимания и точности на любом из этих этапов может полностью обесценить экспериментальные данные и даже повести к опасным выводам.

По относительных изменениям длины базы тензометра можно при определенных условиях определять величину напряжения.

Зависимость между напряжением растяжения или сжатия σ [кг/мм2 в системе техн. и МПа в системе СИ] и относительной деформации ε для большинства металлов в области упругих деформаций определяется уравнением (закон Гука):

σ = Eε,

где Е – модуль упругости.

Математическая формулировка этого закона дана Юнгом. Область, в которой закон Гука действителен, по существу, ограничена степенью точности, с которой экспериментально определяется предел пропорциональности.

Вне этой области связь между деформацией и напряжением более сложна. Предел пропорциональности некоторых материалов, например, чугуна или меди, очень низок, т.е. при малых величинах напряжений зависимость между деформацией и напряжением нелинейна.

Выше предела пропорциональности измеренные деформации всех материалов представляют собой сумму упругих и пластических деформаций. Тензометрически, т.е. по замеренным деформациям, можно определить напряжения и в этих случаях, но зависимость между деформациями и напряжениями должна быть установлена экспериментально, т.е. тарировкой.

В настоящее время существует множество типов тензометров, которые могут быть классифицированы по различным признакам.

С точки зрения применимости одним из факторов оценки является быстрота изменения измеряемого напряжения.

Исследование явлений, изменяющихся медленно, производится на основе статических испытаний (статическое тензометрирование).

Измерения, при которых определяемые величины изменяются во время наблюдения сравнительно быстро, относытся к динамическим испытаниям (динамическое тензометрирование).

При выборе типа тензометра необходимо выяснить, что требуется установить путем испытаний – максимальную величину деформации или ее изменение во времени. В большинстве случаем приборы для динамических измерений можно использовать также и для статических измерений. Однако приборы для статических измерений не используются для динамических. Приборы для динамических измерений должны иметь регистрирующие устройства, а при статических достаточно иметь индикаторы для отсчета показаний измеряемых величин.

В зависимости от длины базы различают тензометры с короткой базой (до 5 мм), со средней базой (до 20 мм) и с длинной базой (>50 мм).

Тензометры бывают с прямым отсчетом – такие, у которых деформация указывается на шкале, расположенной вблизи базы.

Тензометры с дистанционным отсчетом показаний – шкала отделена от базы.

Другие обычно используемым критерием оценки тензометров является метод измерения длины базы тензометра. По применяемым методам измерений тензометры можно разделить на следующие группы:

1) механические;

2) пневматические;

3) акустические;

4) оптические;

5) электрические;

6) комбинированные из типов 1-5.

В каждой из этих групп можно провести дальнейшее деление, которым уточняется способ измерения в данной области.

Например, электрические тензометры можно разделить еще на тензометры сопротивления индуктивные, емкостные, фотоэлектрические и др.

В идеальном случае тензодатчик должен обладать следующими качествами:

1) очень малыми размерами;

2) незначительной массой;

3) способностью легко прикрепляться к исследуемому объекту;

4) высокой чувствительностью к деформации;

5) быть изолированными от воздействия температуры, вибрации, влажности и других условий, встречающихся при испытании деталей двигателей в рабочих условиях;

6) способностью реагировать на статическую и динамическую деформацию;

7) возможностью дистанционного наблюдения за показаниями и записью их;

8) низкой стоимостью;

9) возможностью измерения на очень малой длине в труднодоступных местах.

Пока еще не существует прибора, полностью удовлетворяющего всем указанным требованиям.

Проволочные тензодатчики далеки от идеального, особенно в отношении требований 3, 4, 5 и 9, но они все же значительно лучше остальных и в основном применяют именно такие.

Для применения в различных условиях созданы многочисленные типы тензодатчиков, которые отличаются в основном клеем и тензочувствительной проволокой.

Для датчиков, предназначенных для измерений при температуре не выше 80 0С, удовлетворительные результаты дает использование термопластического клея (например, целлулоида, растворенного в ацетоне); при температурах 150…200 0С – клея, твердеющего при нагревании (фенольной смолы).

При температуре, превышающей 200 0С, необходимо применять специальные керамические цементы.

Для измерения статических деформаций применяются датчики типа А с проволокой из сплава адванс, потому что он имеет низкий температурный коэффициент сопротивления.

Динамические деформации измеряются при помощи датчиков типа С с проволокой из изоэластика с высоким коэффициентом тензочувствительности.

Обычный тензодатчик имеет одну проволочную решетку. Для измерения деформаций в сложных деталях применяются многорешетчатые датчики, называемые розетками. Эти тензодатчики имеют три или четыре отдельные решетки, расположенные под различными углами друг к другу. По деформации всех решеток можно вычислить истинные величины и направления главных деформаций на поверхности детали.





Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015- 2021 megalektsii.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.