ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Определение деформаций при помощи механических тензометров из "Сопротивление материалов " Говоря об экспериментальных методах замера деформаций и напряжений, необходимо делать различие между механическими испытаниями материалов и испытаниями конструкций. [c.505] Испытание материалов производится в целях определения механических характеристик, таких, как предел текучести, предел прочности, модуль упругости и пр. Кроме того, оно может производиться в исследовательских целях, например для изучения условий прочности в сложных напряженных состояниях или, вообще, для выявления механических свойств материала в различных условиях. [c.505] Испытания материалов производятся с образцами, размеры и форма которых могут варьироваться в зависимости от имеющейся измерительной аппаратуры и самих условий испытания. [c.505] Для получения объективных характеристик материала необходимо соблюдать условие однородности напряженного состояния, т. е. необходимо обеспечить постоянство напряженного состояния для всех точек испытуемого образца. Это условие соблюдается, например, при растяжении, частично при сжатии короткого образца и при кручении тонкостенной трубки. Изменение свойств материала в этих испытаниях происходит одновременно во всем объеме образца и легко поддается количественной оценке. При кручении сплошных образцов и при испытании на изгиб напряженное состояние является неоднородным. Качественные изменения свойств материала в отдельных точках не влекут за собой заметных изменений в характеристиках образца. Процессы, происходящие в материале, проявляются только в среднем, и результаты испытаний требуют дополнительной расшифррвки, при которой теряется степень объективности. [c.505] Требование однородности напряженного состояния накладывает серьезные ограничения на результаты многих видов испытаний. В частности, до сих пор не удается провести объективных испытаний в условиях однородного всестороннего растяжения. Это напряженное состояние можно создать пока только в отдельных точках образца, например в центре сплошного шара, быстро нагреваемого извне. [c.505] Одним из видов механических испытаний являются технологические пробы, дающие не объективные, а только сравнительные характеристики свойств материала при строго регламентированных условиях испытания. Сюда относятся испытания на твердость, на ударную вязкость и некоторые другие. В некоторой мере к технологическим пробам могут быть отнесены также испытания на усталостную прочность. [c.506] Когда говорят об испытании конструкции, то имеется в виду испытание на прочность целой машины, ее отдельных узлов или моделей. Такое испытание имеет целью, с одной стороны, проверку точности проведенных расчетов, а с другой — проверку правильности выбранных технологических процессов изготовления узлов и ведения сборки, поскольку при недостаточно правильных технологических приемах возможно местное ослабление конструкции. Наиболее широко развито испытание конструкций в таких отраслях техники, как самолетостроение и ракетостроение, где в силу необходимой экономии веса вопросы прочности являются наиболее ответственными. При со.здаиии новой машины отдельные ее узлы, уже выполненные в металле, подвергаются статическим испытаниям до полного разрушения с целью определения так называемой разрушающей нагрузки. Эта нагрузка сопоставляется затем с расчетной. Характер приложения сил при статических испытаниях устанавливается таким, чтобы имитировались рабочие нагрузки для определенного, выбранного заранее расчетного случая, например для шасси самолета— случай посадки, для крыльев — выход из пике, и т. д. [c.506] Кроме статических испытаний часто возникает необходимость проведения и динамических испытаний. Например, весьма распространены испытания приборов, работающих в условиях вибраций. Эти испытания производятся на специальных вибрационных столах при различных значениях частот и амплитуд. При таких испытаниях замер деформаций и напряжений в вибрирующих деталях прибора обычно не производится. О прочности отдельных узлов выносится суждение только в случае их разрушения. В ряде случаев динамические испытания ведутся с осциллографированием (записью) быстро изменяющихся деформаций, возникающих в наиболее опасных узлах. [c.506] Существующие в настоящее время способы экспериментального исследования напряженных конструкций сводятся, так или иначе, к прямому определению деформаций, возникающих в испытуемом объекте. Напряжения определяются косвенно через деформации на основе закона Гука. В случае пластических деформаций определение напряжений при испытаниях конструкций обычно не производится и определяется только разрушающая нагрузка или то значение силы, при котором наблюдаются признаки возникновения пластических деформаций. [c.506] Принцип работы механического тензометра основан на замере расстоянии между какими-либо двумя точками образца до и после нагружения. Первоначальное расстояние между этими двумя точками носит название базы тензометра /. Отношение приращения длины базы Д/ к I дает значение среднего удлинения по направлению установки тензометра. [c.507] При испытании материалов на растяжение, когда однородность деформации обеспечена, длина базы ограничивается размерами образца и берется большой. Обычно в этом случае величина I имеет значения 50, 100, 150 и 200 мм. [c.507] При испытании конструкций увеличение базы ограничено ошибкой, связанной с неоднородностью деформаций, а уменьшение базы определяется потерей точности вследствие инструментальных ошибок. Обычно база механических тензометров, применяемых при испытании конструкций, лежит в пределах 2-т-20 мм. [c.507] Для точных замеров упругих удлинений при определении модуля упругости материала широко используется тензометр Мартенса с оптическим рычагом (рис. 567). [c.507] Обычно у тензометра Мартенса установка шкалы (выбор размера 1) производится так, что гя бОО. [c.508] Для исключения погрешностей, связанных с впецентренным растяжением образца и возможным его изгибом, практикуется установка сразу двух тензометров, как это показано на рис. 568. Осреднение показаний двух приборов исключает влияние изгиба. [c.508] Тензометром Бояршинова можно производить отсчеты без перестановки шкалы в пределах деформаций, достигающих 4Уо. Таким широким диапазоном измерения другие тензометры не обладают. База тензометра /=50 мя, увеличение около 500. [c.511] Из условия неизменности объема жидкости, очевидно. [c.511] Общий вид тензометра Лихарева показан на рис. 572. [c.511] Среди механических тензометров, применяемых не только при механических испытаниях материалов, но и при испытаниях конструкций, имеющих сравнительно малую базу, наиболее широкое распространение в лабораторной практике получил шарнирно-рычажный тензометр Гугенбергера (рис. 573) с базой 20 мм и увеличением около 1000. [c.511] Вернуться к основной статье