Метод замораживания деформаций

Сплошная часть оболочки изготовлена из материала ЭД-16М, витая — из ленты материала ЭПСА. Исследования напряженного состояния модели проводились методом замораживания деформаций. [c.276]

Для исследования напряжений на объемных моделях применяют метод замораживания деформаций, который состоит в том, что объемную модель в печи нагревают до температуры 80—90° С. При такой температуре модель нагружают и выдерживают в течение 1—1,5 ч, а затем течение 5—6 ч охлаждают до комнатной температуры, не снимая нагрузки. После этого объемную модель поршня разрезают на пластинки, параллельные и перпендикулярные оси цилиндра, и каждую пластинку рассматривают в поляризованном свете, как и в случае плоской модели. В процессе замораживания деформаций напряжения фиксируются в модели так прочно, что выпиливание пластинок из нее не искажает распределения изохром. [c.151]

Для определения объемного напряженного состояния всегда необходимо прибегать к моделированию. Модели обычно изготовляются из эпоксидных смол (например, ЭД-6). Исследование напряжений проводится методом замораживания деформаций с последующей распиловкой [c.9]

Упругие напряжения в объемной конструкции от действия статических силовых нагрузок определяют с применением объемной модели, исследуемой по методу замораживания деформаций. При этом напряжения могут быть определены как на поверхности, гак и внутри объема исследуемой конструкции. [c.321]

На этих двух свойствах и основан так называемый метод замораживания . Оптические дефекты и деформации замораживаются или, точнее говоря, фиксируются . [c.171]

В методах замораживания и полимеризации деформация фиксируется в модели и сохраняется вместе с двойным лучепреломлением постоянно, если модель не нагревается. В методе ползучести оптический эффект медленно исчезает. Способность материала сохранять при полимеризации картину полос после разрезки модели иллюстрировалась на фиг. 5.35. [c.198]

Фотоупругий анализ меридиональных и радиальных срезов мо дели дает возможность определить разности — ае и стг — а учитывая, что при выбранном способе замораживания деформаций осевые напряжения равны ну.яю, можно легко получить окружные СГ0 и радиальные напряжения СТг в интересующем сечении модели. Однако в области сварного шва возникает пространственное напряженное состояние. Для определения компонент тензора напряжений в области сварного шва, т. е. для разделения разностей нормальных напряжений, используется метод численного интегрирования одного из дифференциальных уравнений равновесия осесимметричной задачи теории упругости [c.276]

Основные погрешности при применении моделей (для упругих деформаций) 1) невозможность соблюдения условия (ДЛЯ объемной модели) 2) искажение формы модели при нагружении по сравнению с формой деформированной детали (при методе замораживания). Величина погрешностей зависит от задачи и оценивается 1) приближенным расчетом для задачи, близкой к рассматриваемой, или 2) по результатам испытаний. [c.587]

Оптически чувствительные слои на поверхности детали [32]. Слой из оптически чувствительного материала (например, ЭД6-М) наносится на поверхность металлической детали или ее модели в жидком виде (и затем подвергается полимеризации) или наклеивается на нее в виде пластинки. Измерения проводят в пределах пропорциональности между наблюдаемым порядком полос интерференции и деформацией в слое. С применением нормального и наклонного просвечивания поляризованным светом, который отражается от поверхности металла, определяют разность и величины главных напряжений и их направления. Деформации (и напряжения) в поверхности металлической детали могут находиться как в пределах, так и за пределом упругости. При деформациях в пластической области для определения напряжений необходимо иметь зависимость между напряжениями и деформациями для данного материала и имеющегося соотношения главных деформаций. Для повышения предела пропорциональности слоя эксперимент может проводиться при повышенной температуре, соответствующей методу замораживания (100—130°) или применяют соответствующий материал слоя. [c.595]

Разновидностями этого метода является фотографирование зоны сдвига или использования приспособления для мгновенной остановки процесса (для замораживания деформации). [c.34]

Основанная на методе устранения деформаций схема моделирования с применением замораживания и размораживания (см. табл. 1) представляет собой наиболее простую и наглядную методику изотермического моделирования объемных термоупругих напряжений. Возможны другие способы устранения несовместности свободных нагретых элементов перед соединением их в сплошное тело. Такое тело уже не будет полностью геометрически подобно натуре, однако после склейки элементов и размораживания модели в ней должны возникнуть те же деформации и напряжения, [c.64]

Применение объемных замораживаемых моделей значительно упрощает эксперимент по сравнению с экспериментом на моделях из материала ОНС, Однако принято считать, что использование метода замораживания при исследовании приводит к погрешностям моделирования ввиду нарушения условий сопряжения деталей и изменения их геометрической формы, вызванных необходимостью создания при применении этого метода больших деформаций в моделях. В настоящей работе показана практическая возможность моделирования силовых, а также обусловленных различными коэффициентами линейного расширения сопрягаемых деталей температурных напряжений методом замораживания . Приведены также основные результаты исследований напряжений в рассмотренных резьбовых соединениях узлов конструкций энергетического оборудования эт им методом. [c.84]

Отметим, что метод замораживания позволяет фиксировать достаточно большие деформации в заготовках (для рассматриваемых задач до 0,02). Благодаря этому при анализе напряжений в моделях резьбовых соединений можно считать, что технологические зазоры в них отсутствуют. В соответствии с этим при модели- [c.97]

Определение напряжений на объемных моделях. В общем случае объемных моделей требуется более сложная техника измерений, чем для плоских моделей. Напряжения на поверхности и по отдельным сечениям модели при трехмерном напряженном состоянии наиболее просто оптическим методом решаются с применением оптически активных слоев. В общем случае исследования применяются независимо или в сочетании а) метод. замораживания , б) метод рассеянного света. Для разделения главных напряжений, кроме того, применяются вычислительные методы или (при Ф 0,5) измерение линейных деформаций при размораживании . Объяснение явления. замораживания см. [41], [49[. [c.529]

Плоские и объемные модели изготовляются из прозрачного материала, который для упругих моделей удовлетворяет следующим основным требованиям механическая и оптическая изотропность и однородность пропорциональность между деформациями, напряжениями и порядком полос интерференции, а также отсутствие заметных механической и оптической ползучести при прилагаемых к модели нагрузках прозрачность, достаточная для просвечивания модели в полярископе отсутствие начального оптического эффекта достаточная величина модуля упругости материала при данной его оптической активности, обеспечивающая отсутствие заметного искажения формы модели при нагрузке возможность механической обработки неклейки при изготовлении моделей при исследовании по методу замораживания — способность материала к замораживанию и достаточная величина показателя качества материала при исследовании методом рассеянного света — необходимая высокая прозрачность и оптимальные свойства рассеяния. Показатель качества , оценивающий минимальное искажение формы замораживаемой модели при получении необходимого оптического эффекта при нагрузке, принято подсчитывать по формуле [c.164]

В поляризационно-оптическом методе исследования напряжений и деформаций прозрачные материалы могут использоваться во всех указанных состояниях. Упругие материалы при комнатной температуре находятся в стеклообразном состоянии. При работе по методу замораживания образцы в модели нагружаются при так называемой [c.193]

Простейший, широко принятый в настоящее время в области физики полимеров способ определения таких характеристик основан на получении термомеханических и термооптических кривых. Последние получаются в результате измерения величины деформации и двойного лучепреломления под действием постоянной нагрузки на исследуемый образец в широком интервале температур. В области высокоэластичного состояния деформации устанавливаются не сразу и поэтому принимается определенный временной режим испытания. Знание этих кривых особенно важно при работе по методу замораживания и при выборе режимов отжига заготовок материала для снятия остаточных напряжений. Переход от стеклообразного к высокоэластичному состоянию занимает интервал температур, который может достичь нескольких десятков градусов. По ту и другую сторону от этого интервала деформация и двойное лучепреломление мало зависят от температуры. За температуру стеклования обычно [c.193]

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]

Следует, однако, отметить, что испытания при температуре метода замораживания имеют свои преимущества, так как при этом линейность между оптическим эффектом и деформациями сохраняется в значительно более широком диапазоне относительных деформаций (до величин порядка 5 — 6%). Для клея холодного отверждения оптический коэффициент деформаций сильно зависит от различных условий (времени выдержки перед испытанием после отливки, режима сушки и толщины слоя). Средняя величина этого коэффициента, определенная на балочках из клея холодного отверждения, через неделю после отливки составляет К 0,054, а через 2 мес. после этого поднимается до /С = 0,1. Соответственно этому величина е(1,о) уменьшается с 0,001 до 0,00054. Это обстоятельство требует при исследованиях напряжений с применением слоя из клея холодного отверждения калибровки величины К- [c.246]

Рабочий цилиндр. В колонных прессах цилиндр имеет опору на бурт. В модели, нагружаемой внутренним давлением (фиг. VII. 5), между цилиндрической стенкой и опорой, соответствующей архитраву, имеется зазор, обеспечивающий свободное увеличение диаметра цилиндра под нагрузкой.Модель нагружается внутренним давлением с помощью воздуха и при наличии поперечных отверстий герметизируется мешком из тонкой резины. При отсутствии отверстий можно ограничиться применением одной манжеты, изготовляемой из сырой резины с помощью приспособления, показанного на фиг. VII. 6. Герметизация отверстий в стенке цилиндра заклейкой бумагой затрудняет правильную деформацию отверстия и приводит к разрыву модели по краю бумажной наклейки, так как бумага более жестка, чем материал модели при повышенной температуре метода замораживания . [c.516]

Недостатки метода необходимость разрезки модели значительные деформации модели, которые могут нарушить условия моделирования трудности учёта при измерениях в срезах начального оптического эффекта. Применение моделей из полистирольных масс устраняет последний из указанных недостатков. Точность решения объёмной задачи по методу замораживания 5 — 10 /о в зависимости от условий измерения. Основания методики измерения см. [28], [43], [48]. Измерения, выполняемые при применении метода замораживания а) прямое просвечивание параллельным пучком лучей поляризованного света пластинок, вырезанных из замороженной модели б) косое просвечивание параллельными лучами поляризованного света в) просвечивание модели при последовательном снятии слоёв г) просвечивание коническим пучком поляризованного света [c.326]

П.-о. м. применяется также для решения объёмных задач. При этом измерения оптич. величин, связанных с наиртжениямп ур-ния (1)], необходимо проводить по толщине объёмной модели, что крайне трудно, а часто практически невозможно. Поэтому для решения объёмных задач существуют методы замораживания деформаций с последующей распиловкой модели на тонкие срезы, оптически чувствительных вклеек, рассеянного света, интегральной фогоупругости. Эти методы позволяют определять напряжения внутри. модели. Наиб, распространение получил метод замораживания . [c.59]

В случае обьелшых моделей весьма эффективен метод замораживания деформаций, Са ть его состоит в том, гго модель нагревается до температуры, при которой материал модели переходит в высокоэластическое состояние затем модель нагружается и под нагр) зкой охлаждается до комнатной температуры, которая для обычных оптически-чувствительньос материалов примерно на 80-100 °С ниже температуры стеклования. Возникшие тфи нагружении модели деформации и оптическая анизотропия замораживаются. Дальше модель распиливается на тонкие пластинки, которые затем исследуются. [c.250]

Упругие напряжения на наружной поверхности конструкции при действии нескольких прикладываемых поочередно силовых статических нагрузок определяют на упругой модели (см. п. 5.2.5 настоящего приложения) с применением покрытий из оптически чувствительного материала. Возможно также исследование на моделях по методу замораживания деформаций. При этом требуемое число моделей равно числу отдельно рассма 1 риваемых нагрузок. [c.321]

Для исследования напряжений на объёмных моделях применяется метод замораживания деформаций. Модель из материала, обладающего свойством замораживания (отверждённые эпоксидные, фенолформальдегидные смолы и др.), нагревается до темп-ры высокоэластич. состояния, нагружается и под нагрузкой охлаждается до комнатной темп-ры (темп-ры стеклования). После снятия нагрузки деформации, возникающие в высокоэластичном состоянии, и сопровождающая их оптич. анизотропия фиксируются. Замороженную модель распиливают на тонкие пластинки (срезы) толщиной 0,6— [c.573]

Метод замораживания моделей на центрифуге позволяет определять напряжения от действия массовых сил в сложных пространственных моделях. Применительно к изучению напряжений в гидросооружениях методика заморажк1вания объемных моделей на центрифуге была детально разработана Н. И. П.риго.ровским и Г. Л. Хесиным [39, 60]. Модель помещают в печь, расположенную на стреле центрифуги, и в процессе вращения в печи создают температурный режим, необходимьш для замораживания деформаций. После замораживания модели на центрифуге в любое удобное время и с высокой точностью можно определить напряжения с помощью измерений в срезах (или методом рассеянного света). [c.70]

После разгрузки порядок полос в диске неС Колько снижается,, однако затем он остается неизменным в теЧ ание длительного времени. В ряде моделей, испытанных авторами, зафиксированные картины полос в моделях и срезах оставались без замет1Н.ого изменения более шести лет, т. е. фиксация деформаций достигается такая же стойкая, как в моделях, изучаемых методом замораживания. Оптическую постоянную1 материала, соответствующую зафиксированным деформациям, определяли по формуле [c.82]

Существенное значение для экспериментального анализа местных температурных напряжений имела разработка методов моделирования термоупругих напряжений (в частности, метода замораживания для плоских и объемных моделей). Это позволило установить (при заданных полях температур) распределе1ше температурных напряжений в зонах сопряжений оболочек и днищ, в элементах фланцевых соединений, в перфорированных крыщках, в прямых и наклонных патрубках, в зонах стыка элементов из материалов с различными коэффициентами линейного расширения (рис. 2.4). Весьма важная информация о номинальных и местных деформациях и напряжениях, а также о перемещениях получается при использовании хрупких тензочувствительных покрытий и голографии [11]. [c.32]

Таким образом, поляризационно-оптическим методом с использованием замораживания деформаций исследовано напряженное состояние сварных гильзованных оболочек с локализованными дефектами типа прорези, расположенными на различных удалениях от сварного шва. [c.329]

Метод замораживания"-Объемная модель изготовляется из прозрачного материала, обладающего способностью к замораживанию". Нагруженная модель нагревается до температуры замораживания , выдерживается при ней и затем в нагруженном состоянии охлаждается до комнатной температуры. В модели после снятия нагрузки сохраняются упругие деформации, полученные при нагреве, как и в любом вырезанном из нее срезе (пластинке). Просвечивание вырезанных срезов поляризованным светом позволяет определить разнссть квазиглавных напряжений и их направления при нагреве срезов или частей модели их размеры возвращаются к первоначальным ( размораживание ), что используется для измерения линейных деформаций. Нагрузочные устройства не мешают измерениям.При исследовании напряжений быстровращающихся деталей устраняется необходимост 1 измерений во время вращения. [c.530]

Требования к материалу прозрачность, достаточная для просвечивания модели в полярископе отсутствие начального оптического эффекта достаточная оптическая активность материала изотропность и однородность линейная зависимость между напряжениями и деформациями и между напряжениями и порядковым номером полос и отсутствие заметной механической и оптической ползучести достаточная величина модуля упругости материала при его оптической активности, обеспечивающая отсутствие заметного искажения формы модели при нагрузке возможность механической обработки для изготовления моделей из илиток или блоков при исследовании методом замораживания — способность материала к замораживанию и достаточная величина показателя качества материала при исследовании методом рассеянного срета — оптимальные свойства рассеивания (высокая прозрачность, оптическая однородность) [32]. [c.580]

Исследования на плоских моделях объемной задачи резьбового соединения приближенно оценивали возможные концентрацию и распределение напряжений по контуру резьбы, но не позволяли измерить распределение нагрузки но виткам резьбового соединения. Применение метода замораживания , приведенное в ряде работ (см., например, [2,3]), не обеспечивает соблюдения условий моделирования из-за значительного искажения формы резьбы и получаемых нарушений условий контакта, которое осуществляется в большом числе мест соединений зубьев. Необходимость обеспечения условий контакта, особенно при большом числе мест соединений, как известно, делает метод замораживания , требующий больших деформаций в модели, неудовлетворительным. Тензоизмерения па натурной конструкции, где все условия работы соединения соблюдены, не позволили пока достаточно хорошо замерить распределения напряжений по контуру и концентрации напряжений из-за малых размеров по дну резьбы и отсутствия достаточных зазоров между навинчиваемыми частями соединения. При исследованиях, рассмотренных в [4], распределение усилий по виткам резьбы определялось экспериментально на натурной конструкции резьбового соединения, нагружаемого в разрывной машине. Эта задача давала в какой-то мере приближенное решение, так как усилия оценивались по показаниям тензодатчиков, установленных по дну искусственно выполненной продольной канавки в соединении. Распределение напряжений по контуру резьбы и коэффициенты концентрации находили с применением плоских моделей и моделей прозрачного оптически нечувствительного материала с вклейками из оптически чувствительного материала по диаметральному сечению. Этот путь экспериментального решения был правильный, однако размер моделей оказался недостаточным для возможности правильной оценки порядков полос интерференции для зон концентрации напряжений. [c.137]

Перед склейкой модели в ее элементах будут созданы деформации — аТ и напряжения — р, которые не выявляются при просвечивании поляризованным светом, а определяются по измерениям линейных размеров элементов или по приложенным при замораживании нагрузкам. Размораживание модели, склеенной из таких элементов, эквивалентно снятию приложенных к каждому элементу модели давлений р. В нагретом состоянии модель будет иметь деформации и давать оптический эффект, соответствующий искомым термоупругим напряжениям. При охлаждении модели это состояние будет заморожено и можно проводить измерения на модеди и ее срезах обычными способами. Методика моделирования, реализующая эту схему метода устранения деформаций, олее подробно рассмотрена в работе [1] с позиции расчетных методов строительной механики. [c.63]

Далее показана возможность видоизменения схемы моделирования, приведенной в табл. 1, позволяющая определять на моде-лях из материалов, имеющих при замораживании р, = 0,5, объемные термоунругие напряжения в случае трехмерного температурного поля. Видоизмененная схема метода устранения деформаций использует такой способ устранения разрывов перемещений стыкуемых граней элементов, при котором деформирование элементов, выбранных по этапам 1, 2 (см. табл. 1), осуществляется без приложения внешнего давления и без изменения их объема. [c.68]

Шпильки в модели нагружались растягивающими усилиями по оси (первый эксперимент) или с эксцентриситетом, соответствующим их работе в конструкции (второй эксперимент). При нагружении шпилек обеспечивалось приложение усилий в сечении, нормальном к оси корпуса, которым рассматриваемый узел был выделен из полной конструкции корпуса. При исследовании модели на действия осевого усилия с изгибом и без него в шпильках целесообразно при применении метода замораживания сначала исследовать напряжения в средней шпильке от осевЪго растяжения, оставляя модель фланца корпуса для использования при нагрузке на одновременное действие осевого усилия и изгиба. При проведении эксперимента с осевым растяжением шпилек важно центральное приложение нагрузки к шпилькам и исключение появления в них изгибающих моментов, что может быть при негоризон-тальности торцевой поверхности фланца и больших деформациях в модели. Требования правильного приложения нагрузки необходимы также в случае нагружения осевой силой с эксцентриситетом. [c.89]

Моделирование температурных напряжений методом замораживания . При решении задач о термоупругом напряженном состоянии при равномерном нагреве разнородных соединений методом механического моделирования необходимо в каждом из элемев1тов соединения, выполненном из оптически чувствительного материала, механически создать и заморозить деформации, равные свободным расширениям этого элемента при заданной температуре [9—12]. После сборки соединения (склейки, если рассматривается сварное соединение) модель размораживается , вследствие чего предварительно замороженные деформации в элементах перераспределяются, и в модели возникают напряжения, соответствую-ш ие определяемым термоупругим в натурном узле. [c.95]

Метод замораживания основан на том, что материал модели можно рассматривать как имеющий многофазную структуру при нагреве до 80—130°С(в зависимости от марки материала) одна часть материала размягчается, и прилагаемой к модели (в нагретом состоянии) нагрузке будет сопротивляться упругий неразмягчающийся скелет. Если затем, не снимая нагрузки, модель охладить до комнатной температуры, то размягчившаяся при нагреве часть затвердевает ( замораживается ) и будет удерживать полученную скелетом деформацию и при снятии нагрузки. Деформированное состояние частей замороженной модели не нарушится при последующем ее разрезании на фрезерном станке на тонкие пластинки (срезы) толщиной 1—4 мм, так как размягчающаяся часть составляет значительно большую часть всего объема материала и так как равновесие между [c.175]

Создание прозрачных полимеров, обладающих требуемыми оптико-механическими свойствами при упругих, упруго-пластических и вязко-пластических деформациях, могло быть осуществлено лищь в последнее время в связи с развитием химии полимеров. Работы по созданию новых материалов для поляризационно-оптических материалов велись в следующих направлениях а) создание высококачественного материала для метода замораживания [c.189]

Материалы МИХМ-ИМАШ и ЭД6-М (или эпоксифтамал ) обеспечивают измерения на плоских и на объемных моделях по методу замораживания . Для измерения по методу рассеянного света для моделей должен применяться прозрачный материал без заметной окраски, обеспечивающий возможности просвечивания модели и наблюдения рассеянного света. Для измерений с применением рассеянного света на замороженных моделях может быть успешно применен материал МИХМ-ИМАШ , обладающий необходимой прозрачностью и оптической однородностью. Для измерений по этому методу под нагрузкой при комнатной температуре могут быть использованы модели из эпоксидной смолы при условии тщательной очистки исходных составляющих. Такие же высокие требования прозрачности материала предъявляются к моделям, исследуемым при быстро-меняющихся деформациях с применением скоростного фотографирования картин полос интерференции. [c.198]

В 1967 г. [302] В. Л. Бидерман и Н. А. Сухова показали, что неучет искажения плоских сечений приводит к значительному превышению расчетной жесткости цилиндрического амортизатора, т. е. расчетная сила, сжимающая образец до заданной степени деформации (осадки), оказывается больше экспериментальной. Для изучения экспериментальной картины смещений был использован метод замораживания нагруженного амортизатора в жидком азоте. На плоскость разреза образца по диаметру наносилась прямоугольная сетка, как это показано на рис. 3.1.6, г, а затем образец отогревался и восстанавливался при этом по-чу-чались искаженные линии сетки (рис. 3.1.6 в). Перемещения шв осевом и р — в радиальном направлении вдоль осей Оъ и Ог авторы описывали на основании экспериментальных линий сетки [c.122]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...