SU1132016A1

SU1132016A1 - Способ измерени напр жений в модели из эквивалентных материалов

Info

Publication number: SU1132016A1
Application number: SU833641981A
Authority: SU
Inventors: Михаил Павлович Зборщик; Елена Ивановна Назимко; Игорь Владимирович Баклашов; Виктор Викторович Назимко
Original assignee: Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority date: 1983-09-16
Filing date: 1983-09-16
Publication date: 1984-12-30

Abstract

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В МОДЕЛИ ИЗ ЭКВИВАЛЕНТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий нагружение модели,, измерение электросопротивлени размещенного в ней измерительного датчика , отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерений путем учета адгезионных влений, дополнительно нагружают и измер ют электросопротивление размещенного в образце из такого же эквивалентного материала тарировочного датчика, при этом в процессе измерений обеспечивают равенство электросопротивлений тарировочного и измерительного датчиков и по полученной нагрузке суд т о величине напр жений в модели.

Description

R,OM 60 zjb. .МПа ОМ Z 4 t we

1 1

Изобретение относитс к горному делу и может быть использовано дл измерени нормальных напр жений в модели из эквивалентных материалов, в частности при изучении процессов сдвижени горных пород во врем разработки месторождений полезных ископаемых .

Известен способ определени деформаций и напр жений в модел х из эквивалентньк материалов с помощью тензодатчика, вводимого в испытываемый массив, причем перед вводом датчика в массив его полость заполн ют эквивалентным материалом. При увеличении нагрузки на датчик тензосопротивление деформируетс и измен ет свой номинал, причем изменение номинала пропорционально измер емому давлению ll .

Однако корпус датчика искажает напр жени вокруг себ из-за значительных размеров, соизмеримых со структурными элементами моде,пи (например , слоистости). По этой причине погрешность результатов измерени напр жени велика и составл ет 4050% .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемом результату вл етс способ измерени напр жений в модели из эквивалентньк материа ов ,включаюц1ий нагружсние модели И измерение электросопротивлени размещенного в ней измерительного датчика zj .

Недостатки этого способа обусловлены влением адгезионного гистерезиса j возникающего при сжатии однородных провод щих частиц или элементов .

Опыт работы с подобньми датчиками показьюает, что они имеют существенный недостаток, заключаюа1 йс Б сильной зависимости показаний датчика от времени его сжати и трудности измерени разгрузки (. процесса уменьшени напр жений в модели ) . Контактное сопротивление между провод щими частицами зависит не только от давлени сжати , но и времени сжати , температуры, влажности и других факторов. Причем после сн ти нагрузки имеет место остаточна адгези , уменьшающа с со временем. Таким образом, в измерени напр жений внос тс различного рода погрешности , обусловленные сложньп 5и законами протекани адгезионных процес20162

сов. Практика моделировани показывает , что погрешность измерени напр жений из-за этого доходит до 100% и более. При массовых измере-ни х подбирают датчики с одинаковыми характеристиками и тарируют только один из них.

1лель изобретени - повыпгение точ .ности измерений путем учета адгезиQ oHHfjK влений.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу измерени напр жений в модели из эквивалентных материалов, включающему нагру , женив модели, измерение электросопротивлени размещенного в ней измерительного датчика, дополнительно нагр ткают и измер ют электросопротивление размещенного в образце из

такого же эквивалентного материала тарировочного датчика,при этом в процессе измерений обеспечивают равенство электросопротивлений тарировочного и измерительного датчиков и по полу5 ченной нагрузке суд т о величине напр жений в модели.

.Па чертеже представлен метод обработки результатов моделировани .

Г р и м е р . В модели из эквивалентиьЕХ материалов, состо щих из смеси кварцевого песка (97%) , гипса (2%) и талька (1%), установлены плоские датчики из электропроводной бумаги . Поставлена задача измерить динамику напр жений при ведении очист 5ых работ в п ти пунктах модели. Дл этого изготовл ют п ть пар одинаковых датчиков из электросопротивлением , один из которых измерительный, другой - тарирозочный.

Измерительный датчик закладывают л испытываемую модель,тарировочный датчик устанавливанзт в средней части образца, изготовленного из та кого же материала и по аналогичной методике, что и модель, непрерывно измер ют электросопротивление обоих датчиков. Параллельно с испытанием модели нагружают тариро1ючный дат0 чик с помощью динамометра, причем нагрузку динамометра подбирают так, чтобы электросопротивление тарировочного датчика бьио равно электросопротивлению измерительного датчи5 ка.

Записывают (или запоминают) изменени нагрузки во времени на динамометре , котора и будет равна меха31

ническому напр жению в испытываемой модели.

На чертеже приведено изменение во времени электросопротивлени одного из измерительных датчиков. Процесс тарировки заключаетс в том, что подбирают динамометром такой режим нагружени , чтобы с возможно большей точностью воспроизвести во времени изменение электросопротив лени измерительного датчика (крива 1). График воспроизведени проведен сплошной линией 2. Дл обеспечени адекватности показаний датчика подбирают режим нагружени , отраженный кривой 3. .

Процесс тарировки может быть автоматизирован путем подключени аналого-цифрового комплекса к датчикам и динамометрам и использовани отрицательной обратной св зи и схеме тарировки.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом повьшает точность результатов моделировани (см.таблицу).

Из таблицы видно, что точность измерени напр жений предлагаемым способом в 2-6 раз выше, чем у прототипа . Это повышает обоснованность результатов моделировани и позвол е сэкономить на креплении горных вьфа16«

боток или повысить безопасность горных работ.

Погрешность измерени напр жений , %, в способе

15-20 5-10 30-40

6-10

8-16 60-100 20-30

Claims

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В МОДЕЛИ ИЗ ЭКВИВАЛЕНТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий нагружение модели, измерение электросопротивления размещенного в ней измерительного датчика, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений путем учета адгезионных явлений, дополнительно нагружают и измеряют электросопротивление размещенного в образце из такого же эквивалентного материала тарировочного датчика, при этом в процессе измерений обеспечивают равенство электросопротивлений тарировочного и измерительного датчиков и по полученной нагрузке судят о величине напряжений в модели.

SU .... 1132016 >

1 1 1