ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы К Хрупкие лаковые покрытия для исследования напряжений из "Напряжения и деформации в деталях и узлах машин " Определение действительных величин напряжений и деформаций составляет важную задачу, которая должна решаться при проектировании и расчете на прочность деталей и узлов современных машин и конструкций. Истинные значения возникающих напряжений и деформаций необходимо определять с учетом формы, механических характеристик материалов и конструктивного и технологического выполнения деталей и узлов, а также действующих нагрузок и условий работы рассматриваемой машины при эксплуатации. [c.7] В связи со сложностью этой задачи и невозможностью ее решения расчетным путем с учетом всех этих факторов большое значение приобрели экспериментальные методы определения напряжений и деформаций. Эти методы создаются на основе сочетания и развития физических методов измерений деформаций и методов теории упругости, пластичности и строительной механики. [c.7] Экспериментальные исследования напряжений и деформаций основаны на значительном комплексе теоретических и экспериментальных разработок, и в большом числе лабораторий как в СССР, так и за рубежом, ведется дальнейшее их совершенствование. [c.7] Значительное количество относящихся к этой области книг и публикаций в журналах не охватывает всего большого разнообразия как самих методов, так и их применения к различным типам задач и условиям исследований. Данная монография, отражая современное состояние экспериментальных методов изучения напряжений, содержит преимущественно результаты исследований, проведенных в Лаборатории исследования напряжений Института машиноведения Академии Наук СССР (ИМАШ) за последние годы по разработке методов, а также их применению, главным образом, в связи с проектированием и расчетом на прочность новых машин и конструкций тяжелого машиностроения. [c.7] При изложении материала первой и второй частей книги авторы имели в виду познакомить читателя с результатами выполненных ими исследований, связанных с развитием экспериментальных методов определения напряжений и перемещений в машинах. Для большей ясности изложения приведены также некоторые общие сведения, относящиеся к рассматриваемой области, и указаны результаты некоторых новых советских и зарубежных работ, на которые имеются ссылки в перечнях литературы. [c.8] На литературу, приводимую в конце глав, сделаны ссылки в тексте. [c.8] Книга составлена сотрудниками Лаборатории исследования напряжений Института машиноведения АН СССР. Кроме того, в ее составлении в качестве соавторов приняли участие отдельные специалисты других работающих в содружестве лабораторий Института энергетики АН Литовской ССР (раздел 26), Московского института химического машиностроения (МИХМ) (раздел 14), Ленинградского металлического завода им. Сталина (ЛМЗ) (раздел 34), Центрального научно-исследовательского института технологии машиностроения (ЦНИИТМАШ) (раздел 38) и НИИ (раздел 12). Отдельно необходимо отметить, что разделы 22, 23, 24 и 25 составлены специалистами НИС Гидропроекта, в котором были успешно поставлены и проводятся на электрических моделях решения инженерных задач плоского напряженного состояния и расчета плит. В данной книге не приводятся сведения по результатам работ, полученным в большом числе других лабораторий, успешно, развивающих данную область исследований, так как авторы не имели в виду и не могли поставить перед собой эту задачу. [c.8] Тензометрия широко используется в современной технике и заключается в наблюдении илй регистрации деформаций, возникающих на поверхности (или внутри объема) детали под действием нагрузки или других факторов. По измеренным деформациям с применением соответствующих зависимостей находят напряжения на участке измерения или усилия в сечениях детали. [c.9] Статическая тензометрия применяется для исследования распределения напряжений в деталях и усилий в сечениях элементов конструкции, а также для измерения деформаций в отдельных точках детали при статической (медленно меняющейся) нагрузке. [c.9] В связи с малыми величинами возникающих деформаций в применяемых методах тензометрии используется тот или другой физический принцип увеличения или наблюдения деформаций механический, оптический, электрический, рентгеновский, хрупких покрытий и др. Существует значительное количество различных типов приборов, и аппаратуры, а также имеется довольно обширная литература, посвященная вопросам статической тензометрии . [c.9] Методы статической тензометрии применяются так же для изучения напряжений при динамической нагрузке, соответствующей отдельным моментам времени. [c.9] В случае сложной формы детали и конструкции исследование распределения напряжений целесообразно начать с применения хрупкого покрытия, что позволяет выявить зоны наибольших напряжений, определить направления главных напряжений и произвести приближенную оценку величин напряжений на поверхности детали. Получаемые с помощью хрупких покрытий данные упрощают выполнение последующих измерений с применением тензометров, а в некоторых практических случаях могут быть достаточны для решения поставленной задачи. Способы изготовления и применения хрупких покрытий рассмотрены в разделе 1. [c.9] Значительные, до конца еще не преодоленные трудности, составляют длительные измерения деформаций при повышенной температуре. Эта задача становится все более актуальной. Разработанные тензодатчики, рассмотренные в разделе 3, обеспечивают возможность измерения деформаций при 300—350° в течение месяца (и более), что было проверено при стендовых испытаниях конструкций. Для непрерывной записи деформаций в большом числе точек с применением этих термостойких тензодатчиков предлагается использовать аппаратуру, рассмотренную в разделе 4, получаемую путем переделки стандартных теплоизмерительных приборов. Эта аппаратура надежна й достаточно удобна в эксплуатации и обеспечивает требуемую точность регистрации деформаций. [c.10] При большом числе точек измерения или при медленном нарастании пластических деформаций возникает необходимость при статическом тензометрировании производить быструю автоматизированную регистрацию показаний тензодатчиков. Некоторые сведения о приборе, разработанном для этой цели, даны в разделе 4. К числу новых разработанных приборов относится также двухкомпонентный регистратор деформаций для автоматизированных длительных испытаний на прочность, рассмотренный в разделе 5. [c.10] Данные измерений, выполненных с помощью тензометров, пересчитываются на напряжения и усилия. Если измерения проводились на модели, то необходим также переход по масштабам подобия от модели к натуре. Соответствующие формулы приведены в разделе 6. [c.10] Одним из применений статической тензометрии является определение критической нагрузки при потере устойчивости, -что может быть сделано без доведения модели или натурной конструкции до разрушения. В разделе 7 эта задача рассматривается при деформации модели и натуры в пределах упругости. При потере устойчивости за пределом упругости такая модель пригодна лишь для получения первого приближения, которое должно быть уточнено. [c.10] Первоначальные составы покрытий [2], 121], [30] позволяли находить только направления главных напряжений и выявлять наиболее напряженные зоны на поверхности детали. С помощью применяемых в настоящее время хрупких покрытий, отличающихся большей стабильностью механических свойств, можно также оценивать величины возникающих напряжений с погрешностью порядка 10—20%. Величина получаемой погрешности зависит от типа напряженного состояния, положения рассматриваемого места на детали, величин возникающих деформаций и других условий. [c.11] Исследуемая деталь или модель может быть изготовлена из стали, чугуна, сплава, пластмассы, дерева и других материалов. [c.11] Трещины в хрупком покрытии вызываются растягивающими напряжениями, возникающими в покрытии при деформации детали. При стабильных свойствах покрытий трещины в них образуются при определенной величине растягивающих напряжений в покрытии, создаваемых при деформации детали и зависящих от состава покрытия, условий его нанесения и испытания. Тензочувствительность покрытия определяется постоянной покрытия Ео, представляющей собой относительное удлинение, при котором в покрытии при линейном напряженном состоянии возникает трещина. При упругих деформациях за постоянную покрытия принимается напряжение Оо == = Егд. Величина постоянной Бо (или ст ) находится тарировкой покрытия. Чем стабильнее величина бо, тем правильнее может быть сделана оценка возникающих деформаций и напряжений в детали. Так как величина постоянной покрытия зависит от условий нанесения покрытия и испытаний, то одновременно с экспериментами с испытуемой деталью производится также нанесение покрытия и испытание тарировочного образца. [c.11] Наибольшее распространение получили покрытия на канифольной основе, имеющие в качестве растворителя — сероуглерод и наносимые в жидком состоянии (лак) с помощью пульверизатора или кисти. Эти покрытия отличаются удовлетворительной стабильностью величины бо при условии постоянства температуры и влажности при сушке покрытия и испытании. Это покрытие пригодно для испытания при температурах от +8 до +35° С. [c.11] Вернуться к основной статье