ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Метод составных объемных прозрачных моделей из "Напряжения и деформации в деталях и узлах машин " Исследование распределения напряжений в реальных деталях машин и узлах конструкций обычно требует применения объемных моделей сложной формы. Используемые методы исследования напряжений на объемных моделях имеют существенные недостатки. При методе замораживания необходимо создавать значительные деформации нагретой модели, особенно при наличии элементов, подверженных изгибу, что может приводить к существенному искажению формы и нарушению условий- сопряжения частей модели составной конструкции. Кроме того, измерения проводятся на срезах (пластинках), вырезаемых из замороженной модели. Поэтому каждую модель можно исследовать лишь на один случай нагрузки и прн одной форме модели. В методе рассеянного света измерения могут проводиться в объемной нагруженной модели при комнатной температуре и не требуют разрезки модели. Однако этот метод остается пока менее точным для обычно решаемых задач, требует более сложного эксперимента и высокой прозрачности и однородности применяемого материала модели. [c.213] Заполненные сиропом формы загружаются для полимеризации в шкаф на 10—60 час. (в зависимости от толщины листа или блока). Шкаф обогревается циркулирующим воздухом, нагретым до 40 —50°. Для удаления остаточного мономера листы и блоки затем выдерживаются в термостате при температуре 90—120° С в течение 2—10 час. (при толщин блока до 30 мм). Далее производится медленное охлаждение блока до 30—40° С. После этого полученный материал вынимается из форм. [c.215] Тепловой и временной режимы полимеризации зависят от концентрации инициатора и толщины (объема) изготовляемых блоков. Полимеризация ведется по определенному температурному режиму [34]. При этом температура внутри блока не должна превосходить ПО—120°С, так как вследствие экзотермичности реакции полимеризации и малой теплопроводности полимера могут внутри блока создаваться перегревы, что ведет к увеличению скорости реакции и резкому повышению температуры. В результате этого происходит бурное испарение мономера и образуются вздутия. [c.215] Склейка серийного органического стекла и материала ОНС производится обычным способом с применением дихлорэтана (см. раздел 6). Толщина вклеиваемого слоя или наклейки зависит от размеров и формы модели, места вклейки и может быть равна 2—6 мм. [c.219] После склейки заготовка составной модели обрабатывается на станках до окончательного размера. Обработка заготовки с вклеенным слоем или наклейкой из оптически чувствительного материала ведется с теми же предосторожностями, что и обычной модели из того же чувствительного материала (отсутствие нагрева и местных нагрузок, острый инструмент, обработка до номинала перед измерениями). Нагружение модели может быть как статическим, так и динамическим. Нагрузочные устройства должны обеспечивать приложение требуемой нагрузки к модели, которая может быть пространственной, и допускать возможность просвечивания модели в нужных местах и направлениях. Величина нагрузки упругой модели выбирается такой, чтобы обеспечить достаточный при измерениях оптический эффект (наблюдаемый наибольший порядок полос до 2—20 в зависимости от способа измерения) и не создавать в модели напряжений выше предела пропорциональности. [c.220] Иммерсионная ванна изготовляется и связывается с моделью таким образом, чтобы обеспечивать возможность просвечивания и не искажать напряженного состояния модели. Ванна может обеспечивать возможность местного просвечивания модели. В этом случае дно и боковые стенки ванны для большей подвижности изготовляются из тонкой жести, к которой стекло крепится с помощью карбинольного клея. Ванна должна обеспечивать полную герметичность, легко прикрепляться к модели и легко освобождаться от нее. [c.220] Расположение и толщина оптически чувствительной пластинки, внутри или на поверхности модели, выбирается в зависимости от напряженного состояния в исследуемом месте, способа измерения, формы и размеров модели. Основным случаем при исследованиях является вклейка оптически чувствительной пластинки по плоскости симметрии модели. Если оптически чувствительная пластинка выходит на поверхность модели перпендикулярно к ней, то по порядку полос на ее контуре одним просвечиванием по нормали к пластинке определяется главное напряженйе, действующее вдоль контура. Если на поверхности модели главные напряжения расположены под углом к контуру пластинки, то просвечивание производится по нормали и под углом к пластинке. Просвечивание под углом обеспечивается поворотом и перемещением осветителя полярископа, модели и иммерсионной ванны. Обработка картины полос производится с использованием формул, аналогичных применяемым при косом просвечивании срезов [18], [26], [41]. [c.221] Составной полый вал гидротурбины. Напряжения в гладкой части вала определяются расчетом. Экспериментально должно определяться неравномерное распределение напряжений в зоне фланца вала, соединяемого с другим фланцем или с крышкой рабочего колеса гидротурбины. Так как напряжения во фланце не превосходят предела пропорциональности, то исследования могут проводиться на упругих моделях. Это исследование при проектировании должно быть выполнено для различных вариантов формы фланца и с учетом условий сопряжения фланца с присоединяемыми деталями. Методом замораживания указанные условия не обеспечиваются. Поэтому задача решается на модели из оптически нечувствительного материала с нагрузкой ее при комнатной температуре и без разрезки модели. Ниже, как пример, рассматривается определение напряжений в вале гидротурбины (фиг. П1. 31) от осевой нагрузки. [c.221] На модели определялись напряжения в зоне фланца для нескольких вариантов формы сопряжения и нескольких величин затяга в соединении. Необходимое усилие, растягивающее вал модели, оценивается расчетом или подбирается экспериментально. Пружины , установленные в болтовом соединении модели, обеспечивают необходимую податливость соединения. Вместо жестких болтов с пружинами могут быть применены стяжки из тонкой проволоки с датчиками для замера и регулирования сил затяга. Диаметр проволоки подбирается так, чтобы жесткость соединения соответствовала натурной. [c.221] Нагрузочное устройство обеспечивает центральное приложение нагрузки. Одна и та же модель может быть исследована при различных случаях затяжки и с применением последовательной обточки модели для различных вариантов формы сопряжения. [c.222] Наблюдаемые на экране полярископа картины полос интерференции для варианта с коническим расширением вала (высота 0,2D, диаметр по низу 1,12D) при двух случаях затяжки болтов приведены на фиг. П1. 32. В верхней части виден контур мениска иммерсионной жидкости, находящейся внутри вала. Получаемые для диаметрального продольного сечения вала картины полос интерференции позволяют непосредственно по порядкам т определить нормальные напряжения вдоль контура диаметрального сечения вала и показывают неравномерность растягивающих напряжений в стенке вала на длине, зависящей от величины начального затяга соединения. Наибольшая величина напряжений имеет место в сопряжении цилиндрической части вала с конической (фиг. П1. 33). [c.222] Здесь — расстояние на изображении наблюдаемых точек от соответствующего контура аз или в направлении, перпендикулярном оси модели, деленное на увеличение оа изображения. [c.227] Вернуться к основной статье