книги / Малобазные тензодатчики сопротивления

свойств и применения приклеиваемых малобазных тензодатчиков активного сопротивления. Приведены обширные данные по но­ менклатуре и параметрам малобазных тензодатчиков, изготов­ ляемых отечественными и зарубежными предприятиями.

Даны основы феноменологической теории полимеров и на базе обобщения экспериментальных данных показана применимость этой теории к описанию вязкоупругих свойств тензометрических связующих. Рассмотрен комплекс констант, характеризующих вязкоупругие свойства связующих при статическом и импуль­ сном нагружениях.

Подробно проанализированы методы исследования деформи­ рованного состояния решеток тензодатчиков. Изложена мето­

ции по выбору оптимальной конструкции решетки.

Впервые рассмотрены особенности восприятия тензодатчиком переменных деформаций. Показана связь частотных погрешнос­

базах, а также может быть использована студентами и препода­ вателями соответствующих специальностей высших технических учебных заведений. Табл. 21. Илл. 87. Библ. 72 назв.

Рецензент канд. техн. наук JT. 77. ШУВАТОВ

3-13-6

330-68

ПРЕДИСЛОВИЕ

Вопросу измерения деформаций и напряжений на малых базах в последнее время уделяется значительное внимание. Это объяс­ няется тем, что без детального изучения данного вопроса и без создания соответствующих технических средств измерения прак­ тически невозможно решить многие сложные экспериментальные инженерные задачи, связанные с исследованием напряжений в ус­ ловиях больших градиентов, концентрации напряжений, удель­ ных давлений или проведением испытаний крупных узлов на малых моделях.

Если за последние годы достигнуты определенные успехи в области создания технических средств измерения напряжений на малых базах и в первую очередь в области создания малобазных тензодатчиков сопротивления, то, к сожалению, до настоя­ щего времени нет полной и четко разработанной теории тензо­ датчика, которая позволила бы наиболее обоснованно подхо­ дить к проектированию, изготовлению тензодатчиков и оценке их погрешностей. Отсутствие такой теории не позволяет оптимизиро­ вать конструкцию тензодатчика, что особенно желательно в слу­ чае малых баз.

В настоящее время как в отечественной, так и в зарубежной практике нет обобщенных материалов по номенклатуре, пара­ метрам, способам изготовления и свойствам малобазных тензо­ датчиков.

При написании данной книги авторы ставили перед собой задачу обобщить и систематизировать накопленный ранее мате­ риал по малобазным тензодатчикам, а также на основе предло­ женной авторами теории тензодатчика наметить в общих чертах пути проектирования малобазных тензодатчиков сопротивления оптимальных параметров и разработать методы внесения попра­ вок на их показания.

Если читатель найдет ответы на затронутые здесь вопросы, то авторы будут считать поставленную перед собой скромную цель выполненной.

В основу книги положены работы, выполненные авторами в Научно-исследовательском и проектно-конструкторском инсти­ туте горного и обогатительного машиностроения(НИПИГОРМАШ).

1* 3

Все теоретические и экспериментальные исследования, если это особо не оговорено, носят оригинальный характер.

В книге даны лишь самые общие сведения по особенностям изготовления и применения малобазных тензодатчиков, предназ­ наченных для измерения деформации при повышенных и высоких температурах, так как высокотемпературная тензометрия во всех аспектах этой проблемы является большим самостоятельным раз­ делом в теории и практике экспериментального измерения де­ формаций.

Авторы не рассматривали методы компенсации и учета темпе­ ратурного приращения сопротивления тензодатчиков, так как им посвящена обширная специальная литература [9, 11, 19, 21, 28, 43, 50, 51, 54, 55] и др.

Рецептура приготовления и составы химических препаратов, приводимые в книге, как правило, даны в относительных едини­ цах массы. Для жидких реактивов в приложении даны значения плотностей, позволяющие легко перейти от массы к объему.

Авторы приносят искреннюю благодарность всем товарищам, оказавшим помощь при работе над рукописью.

Все замечания и предложения по содержанию книги просим направлять по адресу: г. Москва, 1-й Басманный пер., 3, изд-во «Машиностроение».

а — коэффициент, определяемый формой поперечной перемычки решетки тензодатчика в мм;

b — коэффициент, определяемый формой нити решетки тензо­

ная до начала и после окончания процесса фрезерования, в м2;

0М— длительный и мгновенный модули упругости связующего при сдвиге в Мн/м2 (кГ/см2);

h0 — единичная функция;

hc — толщина связующего в мм;

hcyK, hey (/) — абсолютное обратное смещение сечений решетки в мм;

hcy (О

— -—- — относительное обратное смещение сечении решетки в мм;

К(t) — переходная функция — функция ползучести;

К(р) — передаточная функция;

mi — постоянная времени запаздывания, постоянная времени спектральной составляющей в сек;

п — постоянная времени релаксации напряжения в сек; число участков измерения;

р— оператор дифференцирования или комплексная перемен­ ная в истолковании операционного исчисления, построен­

а— конструктивный коэффициент тензодатчика в м21Мн (см2/кГ);

—полный коэффициент повышения сопротивления тензо

датчика при двухстадийном режиме фрезерования или коэффициент повышения сопротивления при одностадий­ ном режиме фрезерования;

Rg Rn

Р* = — , рл = — — коэффициенты повышения на конечном и промежуточном

ВВЕДЕНИЕ

Создание новой техники в настоящее время немыслимо без проведения комплекса экспериментальных работ, значительная роль в которых отводится электротензометрическим методам ис­ следования. Одна из основных тенденций тензометрии на совре­ менном этапе состоит в разработке методов и технических средств измерения напряжений на малых базах, что объясняется рядом особенностей современного развития общего и специального ма­ шиностроения.

Перед экспериментатором все чаще ставятся такие задачи, решить которые возможно лишь с применением малобазных тен­ зодатчиков.

Например, с точки зрения усталостной прочности отдельных деталей для существенного повышения качества машин необхо­ димо количественно оценивать величины напряжений, возникаю­ щих вблизи концентраторов. Напряжения концентрации обладают значительными градиентами, малой протяженностью и плохо под­ даются аналитическим расчетам. Подобная картина имеет место при изучении напряжений в зоне контакта двух деталей и их рас­ пределения по глубине этих деталей. Для решения таких задач необходимо применение малобазных тензодатчиков.

Специфической областью исследования является изучение проч­ ности крупных деталей тяжелого машиностроения и гидроэнер­ гетики. Целесообразно проводить тензометрические исследования прочности крупных деталей на малых моделях. Перспективность такого подхода является общепризнанной и не требует какихлибо специальных доказательств. Совершенно очевидно, что при исследовании подобных моделей из-за малых размеров и значи­ тельных градиентов напряжений неизбежно применение малобаз­ ных тензодатчиков.

Силовое взаимодействие с внешней средой в самолето- и судо­ строении изучают на динамически подобных малых моделях. Объекты исследования подвешивают в аэрогидродинамических трубах или специальных камерах на подвесках, известных под общим названием многокомпонентных весов. Геометрические раз­ меры и конфигурация элементов весов таковы, что на них можно разместить лишь малобазные тензодатчики.