Pierwszenstwo Opublikowano: 17. Xl. 1965 50221 KI. 42 k, 45/03 MKP G UKD 01 1 j/tA Wspóltwórcy wynalazku: dr inz. Roman Doroszkiewicz, mgr inz. Bogdan Michalski Wlasciciel patentu: Polska Akademia Nauk (Instytut Podstawowych Problemów Techniki), Warszawa (Polska) Pasmowy tensometr elastooptyczny oraz sposób jego klejenia do badanego elementu Przedmiotem wynalazku jest podstawowy typ pasmowego tensometru elastooptycznego, z uwzgled¬ nieniem szeregu innych jego odmian, oraz sposób jego klejenia do badanego elementu.Stosowane dotychczas przy pomiarach odksztal¬ cen pasmowe tensometry elastooptyczne, np. znany z literatury elastooptycznej tensometr pasmowy typu Oppela, nie daja mozliwosci rejestracji w do¬ wolnej chwili izochrom, tzn. linii laczacych punk- .ty o jednakowej wartosci róznicy naprezen glów¬ nych: q — a2 = const., przechodzacych przez tzw. „strefe pomiarowa" tensometru tj. obszar, w któ¬ rym panuje jednorodny stan naprezenia, na sku¬ tek stosowanego sposobu klejenia na koncach ten¬ sometru, który powoduje ze tensometr posiada tyl¬ ko jedna strefe pomiarowa. Wskutek tego stoso¬ wane dotychczas tensometry pasmowe nie daja równiez mozliwosci doraznego odczytu znaku i wielkosci odksztalcenia w dowolnej chwili po obciazeniu w zakresie wiekszych odksztalcen lub dokladniejszych pomiarów. Z tych przyczyn ten¬ sometry dotychczas stosowane nie nadaja sie do badan dynamicznych, a w szczególnosci do badan przebiegów nieustalonych.Tensometry pasmowe wedlug wynalazku prze¬ znaczone sa w zasadzie do pomiarów odksztalcen W konstrukcjach metalowych (stalowych badz du- ralowych) oraz, w pewnym zakresie, do badania konstrukcji z innych materialów jak np. kon¬ strukcji betonowych, konstrukcji z betonów lek¬ kich, konstrukcji drewnianych i innych.Tensometry wedlug wynalazku mozna stosowac zarówno do pomiarów statycznych, jak i do po- 5 miarów dynamicznych, periodycznie zmiennych.W przypadku pomiarów statycznych tensometry te nie wymagaja stosowania jakichkolwiek dodatko¬ wych przyrzadów pomiarowych. W przypadku po¬ miarów dynamicznych stosowac nalezy blyskowe 10 zródla swiatla.Tensometry wedlug wynalazku daja mozliwosc doraznego odczytu znaku i wielkosci odksztalcenia w dowolnej chwili po obciazeniu, równiez w za¬ kresie wiekszych odksztalcen lub dokladniejszych 15 pomiarów. Dzieki temu zmniejszone jest prawdo¬ podobienstwo blednych odczytów odksztalcen.Istota pasmowego tensometru elastooptycznego wedlug wynalazku polega na takim uksztaltowa¬ niu tensometru i zastosowaniu takiego sposobu 20 klejenia, które umozliwilyby rejestracje izochrom w dowolnych chwilach.Fig. 1 przedstawia tensometr pasmowy typu Oppela: a) w rzucie pionowym, b) w rzucie pozio¬ mym, c) rejestrowany tym tensometrem efekt 25 elastooptyczny.Fig. 2 przedstawia podstawowy typ pasmowego tensometru elastooptycznego wedlug wynalazku: a) w rzucie pionowym, b) w rzucie poziomym, ;c) rejestrowany tym tensometrem efekt, elastoopty^ 30 ny. 5022150221 3 4 Fig. 3 przedstawia szereg innych odmian tenso- metru wedlug wynalazku. Na fig. 3a i 3d poka¬ zano dwa zestawy dwóch tensometrów pasmowych do pomiaru odksztalcen o róznych znakach: a' i d' — do naprezen sciskajacych, a" i d" — do napre¬ zen rozciagajacych. Tensometry tego typu moga miec mniejsza baze pomiarowa od typów pokaza¬ nych na fig. 3b i*3c, lecz stosowane moga byc pa¬ rami, wzglednie wymagaja uprzedniej znajomo¬ sci znaku mierzonych odksztalcen. Tensometry uwidocznione na fig. 3b i 3c nadaja sie do po¬ miarów naprezen o róznych znakach.Tensometr pasmowy typu Oppela, przyklejony znanym sposobem do badanego elementu 1, którego odksztalcenia ma sie mierzyc, warstwa kleju 2, sklada sie z plytki 3 z zywicy epoksydowej z „za¬ mrozonymi" wstepnie izochromami, naklejonej na zewnetrznej powierzchni plytki w srodkowej cze¬ sci jej szerokosci paska filtru polaryzacyjnego 4 oraz warstwy odblaskowej 5 umiejscowionej na wewnetrznej powierzchni plytki. Na zewnetrznej powierzchni plytki, w jej strefie pomiarowej II, obok paska filtru polaryzacyjnego 4 jest naniesio¬ na skala liniowa S—S wspólmierna z odstepem izochrom J—J, uwidocznionym na pasku 4. Ten¬ sometr typu Oppela przykleja sie do badanego ele¬ mentu 1 na samych jego koncach, co uniemozliwia rejestracje rzedów izochrom w dowolnej chwili obciazenia.Tensometry pasmowe wedlug wynalazku (fig. 2 i 3) skladaja sie z wydluzonej plytki 3 z zywicy epoksydowej, do której przykleja sie wzdluz jej osi symetrii waski pasek z filtru polaryzacyjnego 4 i powleka sie ja od spodu warstwa odblaskowa 5.Dlugosc plytki tensometrów sluzacych do pomiaru odksztalcen o jednym znaku (fig. 3a i 3d) powinna wynosic nie mniej niz siedmiokrotna szerokosc plytki, zas tensometrów uniwersalnych tj. sluza¬ cych do pomiaru odksztalcen o róznych znakach (fig. 3b i 3c) — nie mniej niz dziewieciokrotna szerokosc plytki.Dlugosc strefy pomiaru zgrubnego I i pomiaru dokladnego II powinna wynosic nie mniej niz po¬ trójna szerokosc plytki. Plytka posiada wstepnie „zamrozony" efekt elastooptyczny J—J w postaci równo oddalonych prazków izochrom o wzrastaja¬ cych rzedach 1', 2', 3'... — przed obciazeniem i wzra¬ stajacych rzedach 1", 2", 3''...— po obciazeniu. Na koncu plytki, wystajacym poza miejsce klejenia tensometru do badanego elementu 1 znajduje sie izochroma znanego rzedu O. Izochromy wstepnie „zamrozone" ulegaja przesunieciu po odksztalce¬ niu.Tak wykonany podstawowy typ tensometru we¬ dlug wynalazku przykleja sie do badanego elemen¬ tu 1— z jednej strony znanym sposobem warstwa kleju 2, zas z drugiej strony wzdluz jego po¬ wierzchni bocznych, w pewnej odleglosci od konca, symetrycznie wzgledem osi symetrii tensometru.Tensometr uniwersalny tj. sluzacy do jednoczes¬ nego pomiaru odksztalcen o róznych znakach (fig. 3b i 3c) przykleja sie do badanego elementu 1 przy jego dwóch koncachrwzdluz powierzchni bocznych, w pewnej odleglosci od tych konców, symetrycznie wzgledem podluznej osi symetrii tensometru. Przy klejeniu nalezy zwrócic uwage, aby klej stanowil substancje o odpowiedniej wytrzymalosci na sci¬ nanie i nie wykazywal pelzania oraz aby nie do¬ stal sie pomiedzy powierzchnie tensometru i ba- 5 danej konstrukcji, gdyz zaklóciloby to prace ten¬ sometru i moglo doprowadzic w do falszywych od¬ czytów.W trakcie zwiekszania obciazenia badanej kon¬ strukcji „zamrozone" prazki izochrom 1', 2', 3'... io przesuwaja sie równolegle przez strefe pomiaru dokladnego II. Tak otrzymane prazki izochrom 1", 2", 3"..., które przesunely sie przez strefe pomiaru dokladnego II skupiaja sie nastepnie w strefie po¬ miaru zgrubnego I. Przesunieciu prazków izo- 15 chrom o jedna podzialke skali S—S odpowiada od¬ ksztalcenie, zalezne od stalej tensometru A.Stala tensometru A jest to odksztalcenie odpo¬ wiadajace przesunieciu w strefie pomiarowej izo- 20 chromy rzedu (n+1) na miejsce izochromy rzedu n.Odksztalcenie okresla sie przez pomiar -bezwzgled¬ nego przesuniecia sie izochrom; jesli np. w stre¬ fie pomiarowej obserwuje sie po odksztalceniu izo- chrome rzedu n + 4 (np. na fig. 2 — n = 3) prze- 25 sunieta o odcinek k w stosunku do pierwotnego polozenia izochromy rzedu n, to wykazywane przez tensometr odksztalcenie wyniesie: (n + 4 — n + + k)A = (4 + k)A- 30 PL