RU189044U1

RU189044U1 - DEVICE FOR RESEARCH OF STRESSED-DEFORMED STATE OF SHELL

Info

Publication number: RU189044U1
Application number: RU2018145929U
Authority: RU
Inventors: Михаил Николаевич Ларин; Алексей Сергеевич Мигачев; Дмитрий Анатольевич Оденцов; Геннадий Николаевич Галкин; Артём Александрович Шалыго; Даниил Михайлович Рощупкин; Денис Игоревич Бесходарный; Андрей Сергеевич Глинский; Андрей Сергеевич Воробьёв; Павел Викторович Агатов
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2019-05-07

Abstract

Полезная модель относится к средствам измерения деформаций трехслойной оболочки из армированных пластиков при испытаниях на прочность и может быть использована, например в ракетостроении, а также в учебном процессе ВУЗов. Устройство для исследования напряженно-деформированного состояния оболочки, содержащее тензорезисторы, упругий элемент, к которому по образующей равномерно наклеены тензорезисторы, причем нечетные - параллельно, а четные - перпендикулярно оси симметрии, измерительную аппаратуру, систему нагружения внутренним давлением, жестко закрепленный штуцер, отличающееся тем, что упругий элемент выполнен в виде трехслойной оболочки, первый и третий слои которой выполнены из армированных пластиков, а прочноскрепленный с ними промежуточный слой выполнен из пенопласта, тензорезисторы наклеены на наружную поверхность первого и третьего слоя. Техническим результатом является оценка работоспособности первого и третьего слоя трехслойной оболочки из армированных пластиков корпуса транспортно-пускового контейнера (ТПК) при его нагружении внутренним давлением. 1 ил.The invention relates to the means of measuring the deformations of a three-layer sheath of reinforced plastics during strength tests and can be used, for example, in rocket production, as well as in the educational process of universities. A device for studying the stress-strain state of the shell containing strain gauges, an elastic element to which strain gauges are uniformly glued along the generator, odd ones being parallel, and even ones perpendicular to the axis of symmetry that the elastic element is made in the form of a three-layer shell, the first and third layers of which are made of reinforced plastics, and the intermediate layer which is strongly bonded with them is Made of foam, strain gauges pasted on the outer surface of the first and third layer. The technical result is the evaluation of the performance of the first and third layers of a three-layer shell of reinforced plastics transport-launch container (TPK) when it is loaded with internal pressure. 1 il.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности к средствам измерения деформаций трехслойной оболочки из армированных пластиков при испытаниях на прочность и может быть использована, например, в ракетостроении, а также в учебном процессе ВУЗов.The invention relates to a measurement technique, in particular, to means of measuring the deformations of a three-layer shell of reinforced plastics during strength tests and can be used, for example, in rocket production, as well as in the educational process of universities.

Известно устройство для измерения деформаций, содержащее опорный элемент для крепления к контролируемому объекту, и закрепленные на нем электроды емкостного датчика зазора, опорный элемент выполнен в виде Г-образных токопроводящих пластин, выступы которых расположены параллельно один другому, имеют диэлектрическое покрытие на обращенных одна к другой поверхностях и выполняют функции электродов емкостного датчика (RU №2040777, 1995 г.).A device for measuring strain is known, containing a supporting element for attachment to a controlled object, and electrodes of a capacitive gap sensor mounted on it, the supporting element made in the form of L-shaped conductive plates, the protrusions of which are parallel to one another, have a dielectric coating facing one another. surfaces and perform the functions of electrodes of a capacitive sensor (RU # 2040777, 1995).

Известно устройство для измерения деформаций при испытаниях на прочность, содержащее упругий элемент, узел крепления упругого элемента, тензорезисторы, расположенные на упругом элементе и измерительную аппаратуру, упругий элемент выполнен из двух тонкостенных колец, соединенных друг с другом последовательно по оси их симметрии узлом задания нормированной величины измеряемого параметра, а в узлах крепления и узлах задания нормированной величины измеряемого параметра выполнены базовые отверстия (RU №2091702, 1997 г.).A device for measuring deformations in strength tests, containing an elastic element, an attachment point for an elastic element, strain gages located on an elastic element and measuring equipment, is known; the elastic element is made of two thin-walled rings connected to each other sequentially along the axis of their symmetry by a node specifying a normalized value the measured parameter, and in the attachment points and the nodes specifying the normalized value of the measured parameter, the basic holes are made (RU # 2091702, 1997).

Известно устройство для исследования напряженно-деформированного состояния гладких конических оболочек, содержащее упругий элемент, тензорезисторы, измерительную аппаратуру, упругий элемент выполнен в виде гладкой конической оболочки, к которой по образующей равномерно наклеены тензорезисторы, причем нечетные параллельно, а четные перпендикулярно оси симметрии, в боковой части корпуса устройства жестко закреплен штуцер, в устройство введена система нагружения осевыми силами, состоящая из крышки и штока, причем шток жестко закреплен с помощью штифта к корпусу, в нижней части снабжен поворотным рычагом, крышка конической оболочки закреплена через тензостакан с помощью резьбового соединения к штоку, на тензостакан в осевом направлении наклеен тензорезистор (RU №114775, 2012 г.).A device for studying the stress-strain state of smooth conical shells is known, which contains an elastic element, strain gauges, measuring equipment, an elastic element made in the form of a smooth conical shell, to which strain gauges are uniformly glued in parallel, and even perpendicular to the axis of symmetry, lateral parts of the device’s body are rigidly fixed to a nozzle, an axial force loading system consisting of a cap and a stem is inserted into the device, and the rod is rigidly fixed by a pin to the housing, the bottom part is provided with a pivoting lever, conical shell cover through tenzostakan secured by threaded connection to the stem, on tenzostakan axially gage pasted (RU №114775, 2012 YG).

Наиболее близким по технической сущности решением является устройство для исследования напряженно-деформированного состояния корпуса ракетного двигателя твердого топлива из армированных пластиков, содержащее тензорезисторы, упругий элемент, к которому по образующей равномерно наклеены тензорезисторы, причем нечетные параллельно, а четные перпендикулярно оси симметрии, измерительную аппаратуру, жестко закрепленный штуцер, упругий элемент выполнен в виде корпуса из армированных пластиков типа "кокон" с различным типом намоток, в устройство введена система нагружения внутренним давлением, состоящая из электрогидравлической машины, которая объединяет в один функциональный блок насос, электродвигатель и масляный бак, последовательно соединенная с упругим элементом через обратный клапан, клапанную коробку, вытеснитель, манометр и два вентиля гидравлическими магистралями, причем клапанная коробка состоит из распределителя жидкости, предохранительного клапана и дренажного вентиля (RU №163913, 2016 г.).The closest to the technical essence of the solution is a device for the study of the stress-strain state of the rocket engine casing of solid fuel made of reinforced plastics, containing strain gauges, an elastic element to which the strain gauges are evenly glued parallel, and even perpendicular to the axis of symmetry, measuring instrumentation, rigidly fixed fitting, the elastic element is made in the form of a body made of reinforced plastic "cocoon" with various types of windings, into the mouth The system has an internal pressure loading system consisting of an electro-hydraulic machine that combines a pump, an electric motor and an oil tank connected in a single functional unit in series with an elastic element through a check valve, valve box, displacer, pressure gauge and two valves by hydraulic lines, and the valve box consists from the liquid distributor, safety valve and drain valve (RU # 163913, 2016).

Недостатками является невозможность исследования напряженно-деформированного состояния трехслойной оболочки.Disadvantages is the impossibility of studying the stress-strain state of a three-layer shell.

Задачей полезной модели является расширение наглядных возможностей по определению окружных и осевых относительных деформаций в точках наружную поверхность первого и третьего слоя трехслойной оболочки.The task of the utility model is to expand the visual possibilities for determining circumferential and axial relative deformations at points on the outer surface of the first and third layers of a three-layer shell.

Техническим результатом является оценка работоспособности первого и третьего слоя трехслойной оболочки из армированных пластиков корпуса транспортно-пускового контейнера (ТПК) при его нагружении внутренним давлением.The technical result is the evaluation of the performance of the first and third layers of a three-layer shell of reinforced plastics transport-launch container (TPK) when it is loaded with internal pressure.

Сущность полезной модели заключается в том, что в устройстве для исследования напряженно-деформированного состояния оболочки, содержащем тензорезисторы, упругий элемент, к которому по образующей равномерно наклеены тензорезисторы, причем нечетные параллельно, а четные перпендикулярно оси симметрии, измерительную аппаратуру, систему нагружения внутренним давлением, жестко закрепленный штуцер, упругий элемент выполнен в виде трехслойной оболочки, первый и третий слои которой выполнены из армированных пластиков, а прочноскрепленный с ними промежуточный слой выполнен из пенопласта, тензорезисторы наклеены на наружную поверхность первого и третьего слоя.The essence of the utility model is that in a device for studying the stress-strain state of a shell containing strain gauges, there is an elastic element, to which the strain gauges are oddly parallel, and even perpendicular to the axis of symmetry, measuring instrumentation, the loading system with internal pressure, which are uniformly glued, rigidly fixed fitting, the elastic element is made in the form of a three-layer shell, the first and third layers of which are made of reinforced plastics, and the strong-bonded with they are made of an intermediate layer of foam, the strain gauges are glued to the outer surface of the first and third layer.

Новизна заключаются в том, что упругий элемент выполнен в виде трехслойной оболочки, первый и третий слои которой выполнены из армированных пластиков, а прочноскрепленный с ними промежуточный слой выполнен из пенопласта, тензорезисторы наклеены на наружную поверхность первого и третьего слоя.The novelty lies in the fact that the elastic element is made in the form of a three-layer shell, the first and third layers of which are made of reinforced plastics, and the intermediate layer which is strongly bonded to them is made of foam plastic, the strain gauges are glued to the outer surface of the first and third layers.

Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области и смежных областях позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявленном устройстве.Analysis of the known technical solutions (analogues) in the study area and related areas allows us to conclude that there are no signs in them that are similar to the salient distinctive features in the claimed device.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства для исследования напряженно-деформированного состояния трехслойной оболочки. Устройство содержит упругий элемент, выполненный в виде трехслойной оболочки 1 первый слой 2 и третий слой 3 из армированных пластиков, а прочноскрепленный с ними промежуточный слой 4 выполнен из пенопласта. Тензорезисторы наклеены на наружную поверхность первого слоя 2 и третьего слоя 3, причем нечетные 5 параллельно, а четные 6 перпендикулярно оси симметрии, соединенные с измерительной аппаратурой 7. В верхней части трехслойной оболочки 1 жестко закреплен штуцер 8, к которому подключена система натружения внутренним давлением.FIG. 1 shows a general view of the device for the study of the stress-strain state of a three-layer shell. The device contains an elastic element made in the form of a three-layer sheath 1, the first layer 2 and the third layer 3 of reinforced plastics, and the intermediate layer 4, which is firmly attached to them, is made of foam plastic. Strain gages are glued to the outer surface of the first layer 2 and the third layer 3, with odd 5 in parallel, and even 6 perpendicular to the axis of symmetry, connected to the instrumentation 7. In the upper part of the three-layer sheath 1 is rigidly fixed fitting 8 to which the pressure system is connected by internal pressure.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Трехслойную оболочку 1 через штуцер 8 нагружают внутренним давлением. Проводят регистрацию измерительной аппаратурой 7 показаний заданного массива датчиков 5 и 6 первого слоя 2 и третьего слоя 3, сравнивая их с начальными показаниями. Применив формулы сопротивления материалов можно оценить работоспособность корпуса ТПК при минометном пуске, т.е. запасы прочности внутреннего первого слоя 2 и внешнего третьего слоя 3. Расчет показывает, что наибольшие запасы прочности у внешнего третьего слоя 3, он почти не работает в окружном направлении. Основную нагрузку несет внутренний первый слой 2 ТПК.Three-layer sheath 1 through the nozzle 8 load internal pressure. Record measuring equipment 7 readings of a given array of sensors 5 and 6 of the first layer 2 and the third layer 3, comparing them with the initial readings. Using the formulas of resistance of materials, it is possible to assess the performance of the TPC case during a mortar start, i.e. strength of the inner first layer 2 and the outer third layer 3. The calculation shows that the greatest margin of safety of the outer third layer 3, it almost does not work in the circumferential direction. The main load is the inner first layer 2 TPC.

Данное устройство позволяет наглядно определить окружные и осевые относительные деформации в точках первого слоя 2 и третьего слоя 3, оценить напряженно-деформированное состояние трехслойной оболочки 1, запасы прочности внутреннего первого слоя 2 и внешнего третьего слоя 3, уточнить правомерность расчетной схемы, допущений и методик проектировочного и проверочного расчетов трехслойных оболочек.This device allows you to visually determine the circumferential and axial relative deformations at the points of the first layer 2 and the third layer 3, estimate the stress-strain state of the three-layer shell 1, the safety margins of the inner first layer 2 and the outer third layer 3, clarify the validity of the design scheme, assumptions and design methods and check calculations of three-layer shells.

Claims

A device for studying the stress-strain state of a shell containing strain gauges, an elastic element to which strain gauges are uniformly glued along the generatrix, odd in parallel, and even perpendicular to the axis of symmetry, measuring equipment, loading system with internal pressure, rigidly fixed fitting, characterized by the fact that elastic the element is made in the form of a three-layer shell, the first and third layers of which are made of reinforced plastics, and the intermediate layer which is strongly bonded to them It is made of foam, the strain gauges are pasted on the outer surface of the first and third layers.