SU1270548A1 - Method of determining initial elastic deformations in solid - Google Patents

Method of determining initial elastic deformations in solid Download PDF

Info

Publication number
SU1270548A1
SU1270548A1 SU853860495A SU3860495A SU1270548A1 SU 1270548 A1 SU1270548 A1 SU 1270548A1 SU 853860495 A SU853860495 A SU 853860495A SU 3860495 A SU3860495 A SU 3860495A SU 1270548 A1 SU1270548 A1 SU 1270548A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
strain
sin
strain gauges
resistances
sensitivity
Prior art date
Application number
SU853860495A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Владимирович Криворучко
Original Assignee
Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Авиационный Институт Им.Серго Орджоникидзе
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Авиационный Институт Им.Серго Орджоникидзе filed Critical Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Авиационный Институт Им.Серго Орджоникидзе
Priority to SU853860495A priority Critical patent/SU1270548A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1270548A1 publication Critical patent/SU1270548A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к способам определени  начальных упругих напр жений посредством тензометрических деформаций. Цель изобретени  - сохранение целостности исследуемого тела при испытании, что достигаетс  расположением четырех тензорезисторов с разной тензочувствительностью под такими углами друг к другу и созданием трех таких линейно-независимых полей деформаций, которые исключали бы по вление дублирующих результатов измерений. При выполнении этих условий система уравнений, св зыванщих между собой приращени  сопротивлений тензорезисторов 1, 2, 3 и 4, имеет решение, что позвол ет определить начальные упругие напр жени . Три линейно-независимых пол  деформации в исследуемом теле создают приложением соответствукщих нагрузок в пределах упругих деформаций тела. 1 ил. This invention relates to methods for determining initial elastic stresses by means of tensometric strains. The purpose of the invention is to preserve the integrity of the test body when tested, which is achieved by arranging four strain gauges with different strain sensitivity at such angles to each other and creating three such linearly independent strain fields that would exclude duplicate measurements. When these conditions are met, the system of equations relating to each other the increments of resistances of the resistance strain gages 1, 2, 3, and 4 has a solution, which makes it possible to determine the initial elastic stresses. Three linearly independent deformation fields in the test body are created by applying appropriate loads within the elastic deformations of the body. 1 il.

Description

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения напряжений посредством тензометрических датчиков деформаций, и может быть использовано при нераз- 5 рушающем контроле начальных упругих напряжений в твердых телах.The invention relates to measuring technique, and in particular, to methods for determining stresses using strain gauge strain gauges, and can be used for nondestructive testing of initial elastic stresses in solids.

Целью изобретения является сохранение целостности исследуемого тела при испытании за счет использования розетки из четырех тензорезисторов с разными значениями тензочувствительности и измерения линейно-независимых полей деформации, созданных соответствующим нагружением тела.The aim of the invention is to maintain the integrity of the test body during the test by using a socket of four strain gauges with different values of strain sensitivity and measuring linearly independent deformation fields created by the corresponding loading of the body.

На чертеже представлена схема расположения четырех тензорезисторов на исследуемом твердом теле.The drawing shows a layout of four strain gauges on the investigated solid.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

На плоской поверхности тела устанавливают розетку из четырех тензорезисторов 1 - 4, не имеющих поперечной чувствительности и ориентированных так, что их продольные оси не коллинеарны ни для какой пары тензорезисторов. Тензорезистор 1 располагается под углом о!, к тензорезистору 4, а тензорезисторы 2 и 3 - соответственно под углами е<2 и с( ' к тензорезистору 4. При этом в розетке используют тензорезисторы по крайней мере двух различных значений тензочувствительности и располагают их так, чтобы выполнялось соотношениеOn a flat surface of the body, a rosette of four strain gages 1 to 4 is installed, having no lateral sensitivity and oriented so that their longitudinal axes are not collinear for any pair of strain gages. The strain gauge 1 is located at an angle o !, to the strain gauge 4, and the strain gauges 2 and 3 are respectively at angles e < 2 and c ('to the strain gauge 4. At the same time, the strain gauges use at least two different strain gauges and place them so, so that the relation holds

где S,, S2, S^, - соответственно тензочувствительности тензорезисторов 1, 2, 3 и 4;where S ,, S 2 , S ^, - respectively, the sensitivity of the strain gauges 1, 2, 3 and 4;

1 sin еЦ· sin+ oQ ’ 2 .sinо/, sin 3 3 sin с(г sin(<+ 1 sin EC * sin + oQ ' 2 .sino /, sin 3 3 sin s ( g sin (<+

Измеряют исходные сопротивления тензорезисторов 1, 2, 3 и 4, а затем напряженное состояние тела изменяют три раза путем приложения к нему в пределах упругих деформаций таких нагрузок, которые создают в теле линейно-независимые поля деформаций, и каждый раз измеряют сопротивления тензорезисторов. Полученные данные используют для решения системы уравнений, связывающих приращения сопротивлений тензорезисторов 1, 2, 3 и 4 относительно их исходного состояния с чувствительностями , S^, Sb и тензорезисторов и углами с(( , a.z , cta и их взаимной ориентации.The initial resistances of the strain gages 1, 2, 3, and 4 are measured, and then the stress state of the body is changed three times by applying to it, within the elastic deformations, such loads that create linearly independent strain fields in the body, and each time the resistance of the strain gages is measured. The data obtained are used to solve a system of equations connecting the increments of the resistance of the strain gages 1, 2, 3, and 4 relative to their initial state with sensitivities, S ^, S b and strain gages and angles with ( ( , a. Z , ct a and their relative orientation.

Расположение тензорезисторов в Ю соответствии с указанным соотношением параметров и требованием недопущения коллинеарности любых двух тензорезисторов гарантирует то, что в сос- . тавленной системе уравнений не будут 15 встречаться тождественные уравнения, вследствие чего такая система имела бы бесчисленное множество решений. Другим необходимым условием для решения системы уравнений является со20 здание трех линейно-независимых полей деформаций.The location of the strain gages in the South in accordance with the specified ratio of parameters and the requirement to prevent collinearity of any two strain gages ensures that in. In the given system of equations 15 identical equations will not occur, as a result of which such a system would have countless solutions. Another necessary condition for solving the system of equations is the creation of three linearly independent strain fields.

При этих условиях становится возможным определение начальных упругих деформаций в твердом теле без нару25 шения целостности исследуемого тела при испытании, что особенно важно для расширения области применения способа на ответственные интенсивно нагруженные конструкции машин и ме30 ханизмов. Кроме того, при использовании предлагаемого способа не требуется применения специализированной аппаратуры, он может быть реализован на широко распространенной тензомет35 рической аппаратуре. Решение уравнений может осуществляться на универсальных, или специализированных электронных вычислительных машинах.Under these conditions, it becomes possible to determine the initial elastic deformations in a solid body without violating the integrity of the test body during testing, which is especially important for expanding the scope of the method to responsible intensively loaded machine designs and mechanisms. Furthermore, when using the proposed method does not require the use of specialized equipment, it may be implemented on a widespread tenzomet 35-symmetric equipment. Solving equations can be carried out on universal or specialized electronic computers.

Использование предлагаемого спо40 соба позволяет более точно определять исходное напряженное состояние конструкций, запас, прочности конструкции при различных нагрузках и путем более рационального использования несущей способности конструкционных материалов, что уменьшает материалоемкость .и повышает эксплуатационную надежность этих конструкций.Using the proposed method makes it possible to more accurately determine the initial stress state of structures, margin, structural strength at various loads and by more rational use of the bearing capacity of structural materials, which reduces material consumption. And increases the operational reliability of these structures.

Claims (1)

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к способам определени  напр жений посредством тензометрических датчиков деформаций и может быть использовано при неразрушающем контроле начальных упругих напр жений в твердых телах. Целью изобретени   вл етс  сохранение целостности исследуемого тела при испытании за счет использовани  розетки из четырех тензорезисторов с разными значени ми тензочувствительности и измерени  линейно-независимых полей деформации, созданных соответствующим нагружением тела. На чертеже представлена схема ра положени  четырех тензорезисторов н исследуемом твердом теле. Способ осуществл етс  следующим образом. На плоской йоверхности тела уста навливают розетку из четырех тензорезисторов 1 - 4, не имеющих поперечной чувствительности и ориентиро ванных так, что их продольные оси н коллинеарны ни дл  какой пары тензо резисторов. Тензорезистор 1 распола гаетс  под углом о, к тензорезистор 4, а тензорезисторы 2 и 3 - соответ ственно под углами и сх к тензорезистору 4. При этом в розетке используют тензорезисторы по крайней мере двух различных значений тензочувствительности и располагают их так, чтобы выполн лось соотношение §1 + г. S1 S-i Jj О S , Sj, -S, S - соответственно тензочувствительности тензорези торов 1, 2, 3 и 4; -fbl. sin sinr5i+ о(р Z H jlEiBiSj.i siflil. , sin о/ sin oij В Eisi2lifbl Sil : li ilj .il sin of sin(d4+ ) Измер ют исходные сопротивлени  тензорезисторов 1, 2, 3 и 4, а зате напр женное состо ние тела измен ют три раза приложени  к нему в пределах упругих деформаций таких нагрузок, которые создают в теле ли нейно-независимые пол  деформаций, и каждый раз измер ют сопротивлени  8 тензорезисторов. Полученные данные используют дл  решени  системы уравнений , св зывающих приращени  сопротивлений тензорезисторов 1, 2, 3 и 4 относительно их исходного состо ни  с чувствительност мн S,-, S, S., и S тензорезисторов и углами с., , о , otj и их взаимной ориентации. Расположение тензорезисторов в соответствии с указанным соотношением параметров и требованием недопущени  коллинеарности любых двух тензорезисторов гарантирует то, что в составленной системе уравнений не будут встречатьс  тождественные уравнени , вследствие чего така  система имела бы бесчисленное множество решений, Другим необходимым условием дл  решени  системы уравнений  вл етс  создание трех линейно-независимых полей деформаций. При этих услови х становитс  возможным о.пределение начальных упругих деформаций в твердом теле без нарушени  целостности исследуемого тела при испытании, что особенно важно дл  расширени  области применени  способа на ответственные интенсивно нагруженные конструкции машин и механизмов . Кроме того, при использовании предлагаемого способа не требуетс  применени  специализированной аппаратуры, он может быть реализован на широко распространенной тензометрической аппаратуре. Решение уравнений может осуществл тьс  на универсальных , или специализированных электронных вычислительных машинах. Использование предлагаемого способа позвол ет более точно определ ть исходное напр женное состо ние конструкций , запас прочности конструкции при различных нагрузках и путем более рационального использовани  несущей способности конструкционных материалов , что уменьшает материалоемкость и повышает эксплуатационную надежность этих конструкций. Формула изобретени  Способ определени  начальных упругих деформаций в твердом теле, заключающийс  в том, что на плоской поверхности тела устанавливают розетку из четырех тензорезисторов, не имеющих поперечной чувствительности и ориентированных так, что их продольные оси не коллинеарны ни дл  какой 31 пары тензорезисторов, измер ют исходные сопротивлени  тензорезисторов измен ют напр женное состо ние тела и вновь измер ют сопротивлени  тензо резисторов, а по совокупности измеренных значений сопротивлений тензорезисторов определ ют начальные упру гие деформации, отличающий с   тем, что, с целью сохранени  целостности исследуемого тела при испытании , в розетке используют тензорезисторы по крайней мере двух различных значений тензочувствительност и располагают их так, чтобы выполн лось соотношение BI. 1. BL Вг s; S 82 S S R sis ji-:5inl°il°j). sin o(,-sin(o(,+o(jp В lEiBEb-EiBifLslfliifjl. sin il;i-sino j В 51312 1 11510 11 гЧз1 2 s ind,-s in (0(.7 , , В - коэффициенты взаимной ориентации первых трех тензорезисторов относительно четвертого; |, 82, Sj., 84 - величины тензочувствительности тензорезисторов} , o(j , , с - углы между каждым из первых трех тензорезисторов и четвер- . тым тензорезистором , р женное состо ние тела измен ют аза путем приложени  к нему в лах упругих деформаций таких зокj которые создают в теле ли-независимые пол  деформации. The invention relates to a measurement technique, in particular, to methods for determining stresses by means of strain gauge strain sensors, and can be used in non-destructive testing of initial elastic stresses in solids. The aim of the invention is to preserve the integrity of the test body when tested by using a socket of four strain gauges with different values of strain gages and measuring linearly independent strain fields created by the corresponding body loading. The drawing shows the layout of four strain gauges on the test solid. The method is carried out as follows. A socket of four strain gauges 1–4 is installed on the flat surface of the body, having no transverse sensitivity and oriented so that their longitudinal axes are collinear for any pair of strainer resistors. The strain gauge 1 is located at an angle o, to the strain gauge 4, and the strain gauges 2 and 3, respectively, at angles and sk to the strain gauge 4. At the same time, the strain gauges use at least two different strain sensitivity values and arrange them so that the ratio §1 + g. S1 Si Jj О S, Sj, -S, S, respectively, of the strain-sensitivity tensor resistance of 1, 2, 3, and 4; -fbl. sin sinr5i + o (p ZH jlEiBiSj.i siflil., sin о / sin oij In Eisi2lifbl Sil: li ilj .il sin of sin (d4 +) The initial resistances of the strain gages 1, 2, 3 and 4 are measured, and the stress state the bodies change three times the application to it within the elastic deformations of such loads that create linearly independent deformation fields in the body, and each time measure the resistances of 8 resistance strain gages. The data obtained are used to solve the system of equations connecting the increments of resistances of the strain gages 1, 2, 3, and 4 with respect to their initial state, with the sensitivity of the plural S, -, S, S., and S The resistive sensors and angles c., o, otj and their relative orientation. The location of the resistance strain gages in accordance with the specified ratio of parameters and the requirement to prevent collinearity of any two resistance strain gages ensures that the system of equations will not have identical equations, so that such a system would have countless solutions. Another prerequisite for solving a system of equations is the creation of three linearly independent strain fields. Under these conditions, it becomes possible to determine the initial elastic deformations in a solid without disturbing the integrity of the body under test, which is especially important for expanding the field of application of the method to critical intensively loaded structures of machines and mechanisms. In addition, when using the proposed method, the use of specialized equipment is not required; it can be implemented on widely used strain gauge equipment. The equations can be solved on universal, or specialized electronic computers. The use of the proposed method makes it possible to more accurately determine the initial stress state of structures, the safety margin of a structure under various loads and by more rational use of the bearing capacity of structural materials, which reduces the consumption of materials and increases the operational reliability of these structures. Claims The method of determining the initial elastic deformations in a solid body consists in installing an outlet of four strain gauges without transverse sensitivity on the flat surface of the body, oriented so that their longitudinal axes are not collinear for any 31 strain gauge pairs, they measure the original resistances of the strain gauges change the stress state of the body and again measure the resistances of the strain resistances, and the set of measured resistance values of the resistance strain gauges determines The initial elastic deformations are distinguished in that, in order to preserve the integrity of the test body during the test, the resistance strain gages use at least two different values of stress sensitivity and position them in such a way that the correlation BI is satisfied. 1. BL Br s; S 82 S S R sis ji-: 5inl ° il ° j). sin o (, - sin (o (, + o (jp B lEiBEb-EiBifLslfliifjl. sin il; i-sino j B 51312 1 11510 11 гЧз1 2 s ind, -s in (0 (.7,, В are coefficients of mutual the orientation of the first three strain gauges relative to the fourth; |, 82, Sj., 84 - the strain gauges of the strain gauges}, o (j,, с are the angles between each of the first three strain gauges and the fourth strain gauge, the body state changes aza by applying to it in lah elastic deformations such asj that create in the body li-independent deformation fields.
SU853860495A 1985-02-20 1985-02-20 Method of determining initial elastic deformations in solid SU1270548A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853860495A SU1270548A1 (en) 1985-02-20 1985-02-20 Method of determining initial elastic deformations in solid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853860495A SU1270548A1 (en) 1985-02-20 1985-02-20 Method of determining initial elastic deformations in solid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1270548A1 true SU1270548A1 (en) 1986-11-15

Family

ID=21164546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853860495A SU1270548A1 (en) 1985-02-20 1985-02-20 Method of determining initial elastic deformations in solid

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1270548A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 937998, кл. G 01 В 7/18, 1980. Михайлов О.Н. Метод отверстий.В кн.: Остаточные напр жени в заготовках и детал х крупных машин. Свердловск. Изд-во НИИ т желого ма шиностроени Уралмашзавода. 1971, с.4-31. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3771359A (en) Load cell
US3695096A (en) Strain detecting load cell
Rosso A comparison of joint stiffness measurements in direct shear, triaxial compression, and in situ
US4429580A (en) Stress transducer for fabrics and flexible sheet materials
CN104729870A (en) Existing-prestress detection method for concrete bridge structure
CN108896305A (en) Aluminum enclosure bearing block Thermal-mechanical Coupling strain measurement system and measurement method
US20050202571A1 (en) Method and apparatus for monitoring substances
Atkinson et al. A fluid cushion, multiaxial cell for testing cubical rock specimens
SU1270548A1 (en) Method of determining initial elastic deformations in solid
Baker et al. Construction and evaluation of a three-dimensional strain rosette: Results of investigation indicate that a three-dimensional strain rosette may be constructed and used to determine principal-strain magnitudes and directions at interior points in homogeneous isotropic solids
US2785569A (en) Wind tunnel force and moment measuring device
Le et al. Electrical resistivity as a measure of change of state in substrates: Design, development and validation of an automated system
US5533380A (en) Automatic force balance calibration system
US5097423A (en) Apparatus and method for use in inspecting a joint
Srinath et al. Determination of stress-intensity factors for cracks in tubes under torsion: Results of a photoelastic investigation to determine the SIF's in thin cylindrical shells with arbitrarily oriented cracks subjected to torsion
DUGGAN et al. Shear testing of composite materials by a simple combined-loading technique-A new technique for in-plane shear characterization of arbitrarily oriented composite materials
Luh et al. Measuring non-uniform residual stress in thin plates by a proposed hole-drilling strain gauge method
Bergqvist Use of extensometers with spherically pointed pin ends for accurate determination of material qualities
Mitchell et al. Eccentric Load Sensitivity of Force Sensors
SU1132017A1 (en) Method of measuring mechanical strain in simulation models of equivalent materials
SU1350482A1 (en) Method of determining normal and tangential stresses along preset direction at check points of object made of sheet anisotropic material
Runciman et al. Strain gauged six-component load transducer for use in upper limb biomechanics
JPH01282437A (en) Load measuring apparatus
Libertiny et al. Development of a Spindle Force-Moment Transducer
SU1578454A1 (en) Method of checking the quality of wiring of measuring circuit having four-component receptacles of strain gauge transducers