Измерение механических напряжений и давлений

ИЗМЕРЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ И ДАВЛЕНИЙ [c.253]

Измеряемые механические величины. По отношению к рассматриваемой механической системе измеряемые механические величины можно подразделить на первичные и вторичные. Первичными измеряемыми величинами являются те, которые, как правило, выбирают в качестве обобщенных сил, обобщенных координат и их производных по времени при описании поведения механических систем (сила, момент сил, координаты, перемещения, скорости, ускорения точек и тел, напряжения и деформации тел, давления). Для измерения первичной механической величины, как правило, используют датчик — измерительный преобразователь, переводящий измеряемую физическую величину в величину другого физического характера. [c.12]

Чувствительность емкостного преобразователя определяется его геометрическими соотношениями, питающим напряжением и стабильностью конструктивных элементов. Наиболее высокая чувствительность достигается при переменном зазоре, однако одновременно уменьшается верхний предел измерения. Поэтому области применения преобразователей с переменной площадью и переменным зазором различны. Преобразователи с переменной проницаемостью в технике механических измерений используют редко, хотя существуют кристаллические вещества с большой зависимостью Проницаемости от механического напряжения. Такие диэлектрики могут быть эффективны в преобразователях силы и давления. [c.200]

Применяемые здесь единицы измерения силы, давления (механического напряжения), работы и мощности можно перевести в единицы измерения Международной системы единиц (СИ) путем следующих пересчетных значений [c.22]

Процесс распространения ультразвуковых волн определяется только материальными свойствами среды — ее плотностью, упругостью, вязкостью, внутренними механическими напряжениями, перемещением отдельных участков этой среды и т. д. Любое, самое малое изменение свойств прежде всего скажется на условиях распространения звуковой волны. Вместе с тем ультразвуковые волны малой интенсивности, распространяясь в какой-либо среде, не вызывают сами по себе никаких остаточных изменений в пей, так как уплотнения и разрежения, связанные с прохождением ультразвука, ничтожно малы. Поэтому все материальные свойства или их изменения можно исследовать и мерить при помощи ультразвуковых (или звуковых) волн, посылая их через исследуемую среду и наблюдая затем изменения, которые претерпевает волна. Акустические методы контроля состояния среды и измерения свойств вещества оказываются очень удобными, так как они достаточно точны, быстры и, что самое главное, пе нарушают структуру исследуемого образца или ход исследуемого процесса они не требуют взятия специальных проб, а могут производиться па месте — в реакторе, в тигле, на работающей детали или конструкции, при любых температурах и давлениях. [c.58]

Для непосредственного определения сил резания применяются различные приборы. Схема измерения силы следующая (рис. 32) сила резания, возникающая при точении резцом 1 детали 2, производит перемещение и деформацию резца или резцедержателя. Перемещение или деформация резца производят воздействие на датчик, сообщающий в свою очередь указанное воздействие фиксирующему аппарату 4, который позволяет определить измеряемую величину путем ее записи или отсчета. В случае необходимости между датчиком и фиксирующим аппаратом вводятся соответствующие масштабные устройства 5, увеличивающие масштаб показаний. Датчики преобразуют механическое перемещение в давление, напряжение или электрические параметры. Применяют датчики главным образом гидравлические, механические и электрические [30]. [c.55]

Для регистрации деформаций образцов и изделий при нагружении их внутренним давлением применимы практически все современные методы и средства тензометрии метод делительных сеток и струнные тензометры— для определения больших деформаций тензорезисторы и механические тензометры, оптические активные покрытия — для измерения относительно малых деформаций. Для оценки напряженного состояния в зонах концентрации напряжений используют тензометрические и оптические методы. [c.72]

Анализ измерений напряженного состояния стенки и подкрепляющих ребер, разрушающих давлений, полученных при экспериментальном исследовании вафельных оболочек с различными видами подкреплений (продольно-кольцевое, перекрестное, перекрестно-кольцевое), изготовленных разными способами (химическое травление, механическое фрезерование, электроимпульсное фрезерование), приводит к важному для практического применения выводу. Моментными усилиями, вызванными сочленением ребер со стенкой при размере ячейки, не превышающем 2,5 R6, можно пренебречь. Этот вывод дает основание использовать ниже изложенный метод, хорошо согласующийся с довольно обширными и многочисленными экспериментальными данными. [c.197]

Пьезоэлектрическое вещество (вещество, получающее электрические заряды при изменении давления) имеет то свойство, что при деформации под действием внешнего механического давления на его поверхности возникают электрические заряды. Этот эффект был открыт в 1880 г. братьями Кюри. Вскоре после этого (в 1881 г.) был подтвержден и обратный эффект, а именно что такое вещество, расположенное между двумя электродами, реагирует на приложенное к нему электрическое напряжение изменением своей формы. Первый эффект называется прямым пьезоэлектрическим, а второй — обратным. Первый эффект в настоящее время используется для измерений, а второй — для возбуждения механических давлений, деформаций и колебаний. [c.138]

ТЕМПЕРАТУРА критическая соответствует критическому состоянию вещества переходу сверхпроводника из сверхпроводящего состояния в нормальное) Кюри является [общим названием температуры фазового перехода второго рода температурой фазового перехода ферромагнетика в парамагнетик при которой исчезает самопроизвольная поляризация в сегнетоэлектриках) ] насыщения соответствует термодинамическому равновесию между жидкостью и ее паром при данном давлении Нееля фиксирует фазовый переход антиферромагнетика в парамагнетик плавления выявляет фазовый переход из кристаллического состояния в жидкое радиационная — температура абсолютно черного тела, при которой его суммарная по всему спектру энергетическая яркость равна суммарной энергетической яркости данного излучающего тела термодинамическая определяется как отношение изменения энергии тела к соответствующему изменению его энтропии цветовая определяется температурой абсолютно черного тела, при которой относительные распределения спектральной плотности яркости этого тела и рассматриваемого тела максимально близки в видимой области спектра яркостная — температура абсолютно черного тела, нри которой спектральная плотность энергетической яркости совпадает с таковой для данного излучающего тела, испускающего сплошной спектр] ТЕНЗИ-ОМЕТРИЯ — совокупность методов измерения поверхност э-го натяжения ТЕНЗОМЕТРИЯ—совокупность методов измерения механических напряжений в твердых телах по упругим деформациям тел ТЕОРЕМА Вариньона если данная система сил имеет равнодействующую, то момент этой равнодействующей относительно любой оси или точки равен алгебраической сумме моментов слагаемых сил относительно той же оси или точки Вириала устанавливает соотношение, связывающее среднюю кинетическую энергию системы частиц с действующими в ней силами) [c.281]

Датчики перемещений. При измерении перемещений во многих случаях Moiyr быть определены другие параметры - деформации, силы, давление, параметры вибраций, механические напряжения и др. Датчики перемещений классифицируют по следующим основным признакам принципу действия чувствительного элемента структуре построения виду выходного сигнала [1, 22, 27, 69]. [c.274]

Механические испытания в указанных направлениях были осуществлены с широким использованием средств измерения местных упругих и упругопластических деформаций (малобазной тензометрии, муара, сетки, оптически активных покрытий, голографии, интерферометрии) автоматизированных установок с управлением от ЭВМ и от программных регуляторов, имеющих электрогидравлический, электромеханический и электродинамический приводы систем измерения процессов повреждения и развития трещин (оптической микроскопии, метода электропотенциалов и электросопротивлений, датчиков последовательного разрыва, датчиков накопления повреждений, акустической эмиссии, анализа жесткости объекта нагружения) комбинированных (расчетно-эксперименталь-ных) методов и средств изучения напряженно-деформированных состояний и прочности для обоснования программ испытаний и анализа их результатов систем для проведения стендовых испытаний моделей и реальных конструкций, включающих указанные выше средства измерения и регистрации деформаций, накопленных повреждений и длин трещин (сосудов давления, трубопроводов, дисков и лопаток турбин, валов, элементов энергетических и транспортных установок, сварных конструкций). [c.19]

G 01 [Измерение механического напряжения, крутящего момента, работы, механической энергии, механического КПД или давления газообразных и жидких веществ или сыпучих материалов Р-- Линейной или угловой скорости, ускорения, замедления или силы ударов. Индикация наличия, отсутствия или направления движения R — Электрических и магнитных величин) D — Индикация или регистрация в сочетании с измерением вообще, устройства или приборы для измерения двух или более переменных величин, тар1чфные счетчики, способы и устройства для измерения hjhi испытания, не отнесенные к другим подклассам i - - Взвешивсишс, М -Проверка статической и динамической балансировки машин, испытания различных конструкций или устройств, не отнесенные к другим подклассам N — Исследование или анализ материалов путем определения их хи.мических или физических свойств] [c.40]

Из пьезоэлектрических датчиков давления наиболее распространенным является датчик на основе кварца (х-срез). Первые публикации о его применении для исследования ударно-волновых процессов относятся к 1960 г. [31, 32]. Кристаллический кварц отличается от других пьезоэлектриков стабильностью коэффициента преобразования механического напряжения в электрический сигнал в широком диапазоне температур независимо от скорости нарастания и величины. напряжения в широком диапазоне давлений. Предел текучести югонио для х-кварца составляет 10 ГПа 33]. Датчик состоит из кварцевого диска с электродами на ж-сре-зе, который может быть размещен в корпусе. В [34] описано несколько Инструкции кварцевых датчиков и представлены результаты их применения для изучения ударно-волновых процессов в твердых телах и газах. Кварцевые диски в этих исследованиях имели диаметр 5—10 мм при толщине 0.5—2.0 мм. Принятие специальных конструктивных мер позволяет применять такие датчики для измерений в условиях сильных электромагнитных помех. [c.274]

Нами была создана рентгеновская установка на базе аппарата УРС-55, с выносной рентгеновской трубкой в защитном кожухе, позволяющая производить исследования на поверхности крупногабаритных изделий. Обычно исследования методом рентгено- структурного анализа, в том числе и рентгеновские измерения напряжений, выполняются на образцах в специальных рентгеновских камерах. Создание такой установки дало возможность исследовать остаточные напряжения на наружной и внутренней поверхностях сварных швов промышленных сосудов высокого давления без вырезок образцов. Исследовалось взаимодействие остаточных напряжений с механическими напряжениями при нагружении сосуда внутренним давлением, при первом нагружении, циклике. Исследовался металл сварного шва после разрушения сосуда внутренним давлением. Параллельно измерялись деформации зерен металла различных зон сварных соединений методом микроструктурных измерений, который успешно освоили молодые специалисты Теплова Галина Викторовна и Гончарова Виктория Вольфовна. [c.177]

Тенденция микротензометрии заключается в освоении и внедрении фольговых микротензодатчиков общепринятого номинального электрического сопротивления i T=100-f-200 Ом из константановой фольги толщиной 0,003—0,005 мм. Из-за упругой деформации детали его сопротивление изменяется на АЯб. Точность и достоверность измерения деформации, напряжений, давлений и других механических параметров зависят от стабильности и воспроизводимости основной измерительной характеристики микротензодатчиков. [c.183]

Экспериментальное исследование механических свойств и поведения материала с учетом пластических деформаций при статическом сложном напряженном состоянии осуш ествлялось, главным образом, па тонкостенных трубах, являющихся довольно удобным объектом для опытов. С достаточныл приближением в трубах реализуется плоское напряженное состояние при этом труба может нагружаться растягивающими и скручивающими усилиями, а также внутренним давлением в различных комбинациях. Измерение деформации трубы позволяет делать выводы о характере развития и о законах пластической деформации, причем определяется связь между напряженным и деформированным состояниями. Проведенные различными авторами эксперименты (см., например, [105, 106, 124, 135, 142]) позволяют сделать вывод, что характер деформации, отмеченный выше при одноосном напряженном состоянии, довольно приемлемым образом сохраняется и для плоского напряженного состояния. [c.16]

При тенденции к максимальной стандартизации и унификации создается положение, когда у нас государственными стандартами разрешается применять девять систем единиц измерения и пять групп внесистемных единиц со -сложными и труднозапоминаем1Ш1Гтгоотнотенияшг1 1ежду--единицами измерения однородных величин. Так, и шхо-дится оперировать с 10 единицами давления и механического напряжения со следующими соотношениями [c.3]

Второй период охватывает время от конца 17-го до 20-х годов нашего века. И. Ньютон создает основу механики. Р. Гук (Англия) на опыте устанавливает пропорциональность мевду напряжениями и деф01ялациями в твердых телах - основной закон теории упругости. Х.Гюйгенс (Голландия) формулирует важный принцип - так называемый принцип Гюйгенса в волновом движении. С этого времени начи-назтся расцвет классической физики. Механика, гидродинамика и теория упругости, математическая физика, теория колебаний и волн, акустика и оптика развиваются в тесной взаимосвязи. В этот период акустика развивается как раздел механики. Создается общая теория механических колебаний, теория излучения и распространения упругих (звуковых) волн в различных средах, разрабатываются методы измерения характеристик звука (скорости звука, звукового давления в среде, импульса, энергии и потока знергии звуковых волн). Диапазон частот звуковых волн рася иряется и охватывает как область инфразвука, так и ультразвука (свыше 20 кГц).Выяо- [c.5]

Отметим, что изменения скоростей акустических волн при внешних воздействиях, обычно пропорциональные величине воздействия, могут использоваться и в практических целях например, для измерения давления, деформаций, напряженности электрического поля для анализа распределения механических напряжений в среде и т. п. Этим вопросам посвяш,ена обширная литература (см., например, [30, 311). Точность измерений можно повысить, если использовать закономерности поляризационных эффектов для акустических волн в кристаллах, 1юдверженных статическим внешним воздействиям, в частности возникновение эллиптической поляризации у сдвиговой волны прн ее распространении вдоль акустической оси. Подробнее об этом можно прочитать в монографиях [28,-32]. [c.285]

Для герметизации кладку из меди бой согнутую кольцом медную трубку. Он компенсирует деформации н перекосы трубопровода, уменьшает в местах соединений механические напряжения от вибраций. Нижний конец компенсатора присоединен к стальной трубке, проложенной к месту измерения. Топливная труба и трубка, идущая к манометру, соединены с помощью шарового соединения. Штуцер для отбора давления устанавливается на прямом участке трубопровода, 1тобы не йлло искривлений и завихрений потока, которые могут исказить результаты измерения. [c.78]

На самолетах и других летательны1х аппаратах электрические измерительные приборы- применяются как для измерения собственно электрических величин (тока, напряжения, электрической мощности), так и для измерения электрическим методом неэлектрических величин (температуры, давления жидкости, механических перемещений и др.). В первом случае измеряемая величина подводится непосредственно к измерителю во-втором неэлектрическая величина, значение которой нужно измерить, преобразуется сначала в электрическую, которая уже воспринимается указателем. [c.145]

Клинические исследования в уродинамике включают в себя измерения нескольких основных типов давления и объема мочевого пузыря, давления, скорости и расхода жидкости в уретре во время мочеиспускания, и механических свойств уретры. Врача часто интересует, насколько хорошо закрыт просвет уретры в покое, поэтому необходимо определение диагностического показателя, характеризующего напряжения в ткани "покоящейся" уретры. Таким показателем принято считать [2-4] "давление раскрытия", т.е. давление, которое нужно поддерживать внутри уретры для того, чтобы она находилась в раскрытом состоянии (в литературе используется иногда термин "закрывающее давление" или даже просто "давление"). Из морфологических и анатомических данных ясно, что давление раскрытия меняется вдоль уретры. Поэтому введено представление о "профиле давления" как о зависимости давления раскрытия от координаты вдоль уретры. [c.95]

При испытании в струе высокотемпературного воздуха моделей из графитоподобных материалов в виде затупленного конуса уже при давлениях заторможенного потока, превышающих 2-10 Па, был отмечен механический унос (он равен разности измеренного и расчетного значений скорости уноса массы). Это явление, вероятно, связано с эрозией отдельных частиц в условиях высоких сдвигающих напряжений потока [Л. 7-11]. В другой работе [Л. 7-12] отмечено, что унос графита в виде твердых частиц, имеющих диаметр порядка половины диаметра зерна наполнителя, происходил в сверхзвуковом потоке при давлении торможения ре = 5,6-10 Па. [c.186]

Основы измерения напряжения 0[ пьезорезистивными датчиками (манганиновыми) хорошо известны и не нуждаются в пояснениях. Остановимся подробнее на вопросе измерения напряжения 02. Предположим, что материал изоляции, в которую помещен датчик, ведет себя подобно жидкости. Отсюда вытекают следующие следствия а) сдвиговые напряжения не передаются чувствительному элементу датчика б) если слой изоляции находится в механическом равновесии с исследуемым твердым телом, то гидростатическое давление в изоляции равно напряжению 02 в окружающем твердом теле в) калибровка датчика, выполненная для напряжений 01, справедлива для напряжений 02. [c.192]

В настоящее время используют много видов электрических измерительных приборов и устройств. Для измерения неэлёктри-ческих величин, таких как температура, деформация, напряжение, давление, используют специальные преобразователи, к которым относятся термопары, тензодатчики, индуктивные, омические, емкостные датчики, преобразователи генеращрщрго типа. Неэлектрические величины, такие как перемещение, давление и др., могут быть намерены неэлектрическими методами. В этом случае используют механические преобразователи с заданным комплексом физико-механических свойств (например, мембраны, пружины и т. д.). [c.230]

Из рис. 16 видно, что давление возрастает с ростом напряжения нелинейно. Загиб кривых может быть объяснен уменьшением константы Я, а также увеличением механических потерь. На рис. 17 можно видеть уменьшение т]э а с ростом интенсивности излучаемого звука. (Интенсивность оценивалась по величине потребляемой мощности и величине т]эа.) Снижение к.п.д. при увеличении мощности отмечает и Ван дер Бургт [22]. Обусловлено это не только уменьшением магнитострикционной константы, но и ростом механических и электрических потерь. Характерно, что и на рис. 16, и на рис. 17 линейность дольше сохраняется при величине большей Нот-. При повышенном подмагничивании нелинейные свойства ферритов проявляются слабее, о чем говорят и данные, приведенные в предыдущей главе. Поэтому при работе излучателей в режиме интенсивных колебаний рекомендуется подмагничивание, превышающее оптимальное для ферритов 21, 41, 42, М-18 и МК-20 целесообразно применять Но= 25—30 э. При наличии интенсивной кавитации метод измерения звукового давления в поле излучателя при помощи гидрофона неприменим. В этом случае наиболее точные значения т]да можно получить, измеряя акустическую мощность калориметрическим методом. Калориметрические измерения ферритовых излучателей показали, что при Н(,= 30 э и при одностороннем излучении величина их электро-акустического к.п.д.не падает ниже 60% даже в присутствии кавитации. [c.136]

Экспериментальное исследование напряжений возможно с помощью механических тензометров (на камере обычно устанавливают один аксиальный и один тангенциальный тензометр) МЭИ и микротензодатчиков. Методика установки устройств и обработки материалов испытаний изложена в 11.5. Одновременно с измерением напряжений в коллекторе контролируют давление, температуру стенки по верхней и нижней образующим и ее изменение по толщине, расход пара. Результаты испытаний приводят в виде графика изменения всех контролируемых параметров во времени. Экспериментальные исследования выполняются для анализа причин повреждений коллекторов или с целью отработки безопасных условий останова или пуска головного котла. [c.267]

В работах [81, 82] исследовалось поведение доломита в ударных волнах. Согласно первым измерением [81] предел упругости на ударной адиабате доломита равен примерно 2,5 ГПа. При этом отмечено, что ниже 2,5 ГПа имеет место сложное поведение, которое можно охарактеризовать как некую ( )орму вязкоупругого тела. В этом диапазоне напряжений наблюдается рост волновой скорости с увеличением амплитуды нагрузки. С другой стороны, данные работы [82] не подтверждают существование выраисенного предела упругости на уровне 2,5 ГПа. Показано, что нестационарные волны сжатия и значительный гистерезис диаграмм деформирования можно наблюдать при интенсивностях волн сжатия 0,25 —5,3 ГПа. При этом напряжения в указанном диапазоне заметно выше значений давления на гидростатической кривой всестороннего сжатия. Механические свойства гранитов исследовались в работах [83, 84]. [c.109]

Деформация и напряжения в нитях корда. При качении шины, предварительно нагруженной внутренним давлением, нити корда испытывают дополнительные циклические деформации. Для определения нагрузок, возникающих в элементах шины при качении, применяют тензометрический метод исследования с помощью проволочных и резинопроволочных тензодатчиков. Этот метод позволяет проводить измерения на отдельных, даже на малодоступных, местах измерять и регистрировать весьма быстрые изменения деформаций (динамические измерения) перевести значения измеряемых величин (деформаций) в электрические или механические. [c.370]

В паскалях должны определяться все механические характеристики материалов напряжение касательное, модуль упругости, предел текучести, предел прочности, сопротивление срезу. Только для измерения давления применялось большое число единиц техническая атмосфера (ат) — кгс/см физическая атмосфера (атм), равная 760 мм рт. ст. миллиметр ртутного столба или торр миллиметр водяного столба, а также единицы разных систем — дин/см (в СГС), кгс/м (в МКГСС) и др. [c.33]

Действие М. основано на явлениях, свойствах среды или материала воспринимающего давлеппе элемента, к-рыо позволяют преобразовать давление р в удобную для измерения величину (иеремещеиие, усилие, электрич. напряжение, изменение электрич. сопротивления и т. п.). Обычно М. состоят из чувствительного (воспринимающего) элемента (Ч. Э.) и преобразовательного элемента. М. по типу Ч. Э. разделяются па 1) жидкостные, 2) механические (с упругими элементами), 3) поршневые, 4) электрические, [c.128]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...