RU1825993C

RU1825993C - Способ определени эксплуатационного момента конструкции

Info

Publication number: RU1825993C
Application number: SU914948669A
Authority: RU
Inventors: Владимир Анисимович Кадуков
Original assignee: Конструкторское бюро приборостроения Научно-производственного объединения "Точность"
Priority date: 1991-05-22
Filing date: 1991-05-22
Publication date: 1993-07-07

Abstract

Сущность изобретени :конструкцию на опоре посредством двух элементов и опоры закрепл ют основанием в узле машины. На заданном рассто нии от опоры конструкции нагружают статически поперечной сосредоточенной силой, а затем в услови х эксплуатации . Измер ют относительную деформацию опоры у первого элемента креплени при статическом нагружении и в услови х эксплуатации. Измер ют относительную деформацию опоры у второго элемента креплени при статическом нагружении и в услови х эксплуатации. Определ ют коэффициент распределени нагрузки между элементами креплени при статическом нагружении и в услови х эксплуатации. При статическом нагружении конструкции вектор поперечной сосредоточенной силы перемещают параллельно опоре и измер ют его перемещение. За координату равнодействующей эксплуатационной нагрузки принимают положение вектора поперечной сосредоточенной силы, соответствующего равенству коэффициентов распределени нагрузки между элементами креплени при статическом нагружении и в услови х эксплуатации . Измер ют относительную деформацию опоры у первого элемента креплени при статическом нзгружении конструкции поперечной сосредоточенной силой, приложенной в точке с координатой, совпадающей с координатой равнодействующей эксплуатационной нагрузки, и по зависимости определ ют величину эксплуатационного момента конструкции. 3 ил. 00 кэ СП Ю ю (л)

Description

Изобретение относитс к способам измерени сил путем измерени упругой деформации твердого тела, в частности с помощью резисторных тензометров.

Цель изобретени - повышение точности за счет возможности определени координаты равнодействующей эксплуатационной нагрузки .

На фиг.1 схематично изображена закрепленна в узле машины посредством элементов креплени и опоры испытываема конструкци с наклеенными на опоре

тензорезисторами, вид сверху; на фиг.2 - схема нагружени испытываемой конструкции в услови х эксплуатации и при градуировке , вид спереди; на фиг.З - зависимости относительной деформации опоры у более и менее деформируемого элемента креплени от перемещени вектора сосредоточенной силы при градуировке сосредоточенной силой одинаковой величины, приложенной на одном и том же рассто нии от опоры.

Предлагаемый способ осуществл ют следующим образом.

Дл определени эксплуатационного момента конструкции на опоре, посредством которой и двух элементов креплени , например передней и задней скоб, испытуемую конструкцию основанием закрепл ют в узле машины. У первого (более деформируемого ) из элементов креплени (у передней скобы) наклеивают тензорезистор 1 (фиг.1). Испытываемую конструкцию статически нагружают поперечной сосредоточенной силой Рст на заданном рассто нии I от опоры (см. фиг.1). Затем конструкцию нагружают в услови х эксплуатации. При этом измер ют относительную деформацию опоры у первого из элементов креплени при статическом нагружении EICT и в услови х эксплуатации fimaxc. По результатам измерений определ ют момент инерционных сил (эксплуатационной нагрузки) относительно опоры.

Дл определени координаты эквивалентной инерционной нагрузки (равнодействующей эксплуатационной нагрузки) и повышени точности тензорезистором 2, который наклеивают до испытаний на опоре у второго элемента креплени (у задней скобы ) (см.фиг.1), измер ют относительную деформацию опоры у второго элемента креплени при статическом нагружении ( Ј2ст) и в услови х эксплуатации ( Ј2тахс). По результатам измерени относительной деформации опоры у обоих элементов креплени определ ют коэффициент распределени нагрузки между элементами креплени при статическом нагружении и в услови х эксплуатации . Учитыва , что относительна деформаци опоры в любой точке св зана с каждой из нагрузок, передаваемой от испытываемой конструкции на опору через соответствующий элемент креплени , линейной зависимостью коэффициент распределени нагрузки определ ют по формулам:

I/ Ј1ст . I/ Ј1тах NCT - cv. , 14 Ј2ст .

Ј2 max

где КСт и К - хоэффициенты распределени нагрузки между элементами креплени соответственно при статическом нагружении и в услови х эксплуатации;

Ј1ст и Јimax - относительна деформаци опоры у первого элемента креплени соответственно при статическом нагружении и в услови х эксплуатации;

Ј2ст и Ј 2тах - относительна деформаци опоры у второго элемента креплени соответственно при статическом нагружении и в услови х эксплуатации.

5

Затем при статическом нагружении конструкции вектор поперечной сосредоточенной силы Рст перемещают параллельно опоре и измер ют его перемещение, После

этого стро т зависимости Кет fk(x) и Ј1Ст f i(x), где х - перемещение вектора сосредоточенной силы. Из зависимости КСт fk(x) определ ют перемещение Хэ (положение) вектора силы РСт. при котором Кст К (см,

Q фиг.З). Указанное перемещение Хэ вектора сосредоточенной силы РСт принимают за координату равнодействующей эксплуатационной (инерционной рэин) нагрузки Вэин (см.фиг.2). При этом относительную деформацию опоры у первого элемента креплени измер ют при статическом нагружении поперечной сосредоточенной силой, приложенной в точке с координатой, совпадающей с координатой равнодействующей эксплуатационной нагрузки.

0 Дл определени величины эксплуатационного момента сначала получают формулы , по которым определ ют составл ющие (части) эксплуатационного момента и момента при статическом нагружении, переда5 ваемые через первый (Мь и М1ст) и второй (М2эи Мает) элементы креплени . Поскольку относительна деформаци опоры в любой точке св зана с каждой составл ющей момента , передаваемой от испытываемой конструк0 Ции на опору, линейной зависимостью, то

ЈМ1Э1тах С3 Ј2тахШэ; М2э G2 Ј1тахШэ G4 е2тахМ2Э: М1ст С1Ј1ст СТ СзЈ2ст СТ; М2ст С2 е,стМ2СТ б4€2стМ2сТгде М1э и М2э - часть (составл юща ) эксплуатационного момента

Мэ, передаваема соответственно через первый и второй элементы креплени ,

MicT. и М2ст. - часть (составл юща ) момента Мет Рст 1 при статическом нагружении , передаваема соответственно через

М2ст

5

0

первый и второй элементы креплени

М1э „. М2э „ . М1ст

Ј1тах 1 Јlmax , Ј И Ј ICT

5 относительна деформаци опоры у первого элемента, вызванна соответственно моментами Mia и М2э в услови х эксплуатации и моментами Мит и М2ст. при статическом

нагружении, Е2тахМ1э, Ј2тахШэ.Е 2стМ1сТ И

0 Ј2ст - относительна деформаци опоры у второго элемента, вызванна соответственно моментами Мь и М2э в услови х эксплуатации и моментами MICT и М2ст при статическом нагружении, Ст. €2, Сз, и 5 коэффициенты, св зывающие относительные деформации Eimax , , Ј2max э и Ј2max с вызвавшими их моментами М 1э и М2э в услови х эксплуатации, при этом указанные коэффициенты справедливы и в случае статического нагружени , так как при статическом нагружении момент Мет. передаетс на опору через те же элементы креплени , что и в услови х эксплуатации .

С учетом принципа суперпозиции (наложени )

р. т с, vMl94. e. М2э- tlmaxи C1maX + Elmax + Мгэ,

rv.„ е М1Э. -v, М2Э

. Czmax e ЕЗтах czmax

Т5Г

- Mte+ М2э;

eicT-eicTM1CT+ЈtcTM2cT тг- М2ст;

йет-аегМ1ет+ етМ2ет- + М2СТ

где etmax и с 2тах - суммарна относительна деформаци опоры соответственно у первого и второго элементов креплени в услови х эксплуатации,

61 ст и ЈZCT суммарна относительна деформаци опоры соответственно у первого и второго элементов креплени при статическом нагружении.

Разреша приведенные уравнени относительно Mi3, Мгэ, MICT и М2СТ.1 получают

Ml3 (Ј- Elmax - Ј- Иглах )

f 1 1 V

( С2)

Clmax D

М2э к (-pr- CZmax Ј- dmax )

L

Ci

-J-v

Сз

.,1 , 1

M1CT- T) VTSЈ1CT C7 «ZCT}Јlcj ,J1

D I C4 KCT C2

М2ст.-(Ј2стCUT )

glCT / 1 D Ud

1

JL

Ci

C3

где°-сГс -С2- С учетом условий равновеси Мэ - Mts +

+М2э

Clmax

г 1 . 1 ( 1 1 ц 1 Сз С4 К Ci С2 ;J

D l Сз С К v Ci

МсТ РСТ f MlCT + М2ст

1

(A

J

C2

)}

При положении силы Р Ст, в котором КСт- К и которое соответствует положению равнодействующей R3nH и эксплуатационной нагрузки, последнее выражение принимает ВИД

,r i +4rJ--J-)

Ъ2 Л

М

ст

D l Сз С4 К v Ci где Јэ1ст относительна деформаци опоры у первого элемента, соответствующа 0 положению силы РСт с координатой, равной координате равнодействующей Кэин.

Разделив левые и правые части выражений дл Мэ и Мет, получают выражение Мэ

Рл

Рст I. ,™ах . использу которое опреде5Ј1ст

л ют величину эксплуатационного момехта конструкции.

Таким образом, за вленный способ позвол ет определить координату равнодей0 ствующей эксплуатационной нагрузки, приложить поперечную сосредоточенную силу при статическом нагружении в точке с координатой, равной координате равнодействующей эксплуатационной нагрузки, тем

самым создать в опоре при статическом нагружении напр женно-деформированное состо ние, идентичное эусплуатационному, Это позвол ет исключить погрешность определени эксплуатационного момента конструкции , обусловленную несоответствием

напр женно-деформированных состо ний опоры в услови х эксплуатации и при статическом нагружении, что повышает точность определени эксплуатационного момента конструкции.

Claims

Формула изобретени

Способ определени эксплуатационного момента конструкции, заключающийс в том. что закрепленную основанием посредством опоры и двух элементов конструкцию

на заданном рассто нии от опоры нагружают статически поперечной сосредоточенной силой, а затем нагружают в услови х эксплуатации , измер ют при статическом нагружении и в услови х эксплуатации

относительную деформацию опоры у первого из элементов креплени и определ ют эксплуатационный момент конструкции, о т личающийс тем, что, с целью повышени точности за счет возможности определени координаты равнодействующей

эксплуатационной нагрузки, измер ют относительную деформацию опоры у второго элемента креплени при статическом нагружении и в услови х эксплуатации определ ют коэффициент распределени нагрузки

между элементами креплени по формулам

Ј1ст . is Јlmax

Кст

ezcr

к

2max

где Кет. и К - коэффициенты распределени нагрузки между элементами креплени соответственно при статическом нагружении и в услови х эксплуатации;

к ICT и ез макс - относительна дефор- маци опоры у первого элемента креплени соответственно при статическом нагружении и в услови х эксплуатации;

Ј 2ст и в z макс - относительна деформаци опоры у второго элемента креплени соответственно при статическом нагружении и в услови х эксплуатации, затем при статическом нагружении вектор поперечной сосредоточенной силы перемещают параллельно опоре и измер ют его перемещение, при этом за координату равнодействующей эксплуатационной нагрузки принимают положение вектора поперечной сосредоточенной силы, при ко- тором Кет - К, измер ют относительную деформацию опоры у первого элемента креплени при статическом нагружении

Q 0

5

конструкции поперечной сосредоточенной силой, приложенной в точке с координатой, совпадающей с координатой равнодействующей эксплуатационной нагрузки, а величину эксплуатационного момента определ ют по формуле

М о i-Clmtx 9 РСТ I -Г

ст

где My - величина эксплуатационного момента конструкции;

РСТ и I - величина поперечной сосредоточенной силы и координата точки ее приложени от опоры при статическом нагружении:

Ост - относительна деформаци опоры у первого элемента при статическом нагружении конструкции поперечной сосредоточенной силой, приложенной в точке с координатой, совпадающей с координатой равнодействующей эксплуатационной нагрузки.

передн скоба

Узел машины

jf

э

Опора

Jfffajfjt скоба

Фиг.1

Яслы/пыВоема хонс/прухци

JfC/7d//17t /6.

, конструкци узе,.

Передн , мошины Опара Задн скоба L /Cfcoffa

ftcm Јt

ум.

Фие.1

--fflx)

WV

Фиг.З