×
27.12.2014
216.013.1631

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области экспериментальных методов исследования механических напряжений и деформаций в деталях машин и элементах конструкций и может быть использовано для определения пластических деформаций изделия в машиностроении, авиастроении и других отраслях промышленности. Способ осуществляют следующим образом. На поверхность контролируемого объекта фотоспособом наносят эталонную сетку из системы пересекающихся окружностей различного диаметра, которую формируют на персональном компьютере и печатают на лазерном принтере с высокой разрешающей способностью, фотографированием получают ее изображение, деформируют контролируемый объект, фотографируют деформированную сетку, сравнивают изображение эталонной и копию деформированной сеток и определяют величины деформаций на поверхности контролируемого объекта. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения деформаций.
Основные результаты: Способ измерения деформаций, заключающийся в том, что на поверхность контролируемого объекта наносят фоточувствительный слой, фотографируют на нем изображение эталонной сетки, нанесенной на прозрачный материал, а после нагружения объекта фотографируют деформированную фотосетку, сравнивают изображение эталонной и копию деформированной сеток и определяют величины деформаций на поверхности объекта, отличающийся тем, что эталонную сетку изготавливают в виде системы пересекающихся окружностей различного диаметра.

Изобретение относится к области экспериментальных методов исследования механических напряжений и деформаций в деталях машин и элементах конструкций и может быть использовано для определения пластических деформаций изделий в машиностроении, авиастроении и других отраслях промышленности.

Известен способ измерения деформаций, заключающийся в том, что исследуемый образец изготавливают из пластин, на поверхностях которых наносят координатную сетку из металла с такими же пластическими свойствами, как у исследуемого, но с другим коэффициентом поглощения рентгеновских лучей, затем пластины прокатывают вместе до образования монолитного материала (деформируют), вырезают образец, подвергают его просвечиванию рентгеновскими лучами, получают изображение на экране, которое снимают на кинопленку [1].

Недостатками данного способа являются высокая трудоемкость и необходимость наличия рентгеновской установки.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ измерения деформаций, представленный в авторском свидетельстве [2].

В данном способе на поверхность контролируемого объекта наносят фоточувствительный слой, фотографируют на нем изображение эталонной сетки, нанесенной на прозрачную пластину, а после нагружения объекта фотографируют деформированную фотосетку, сравнивают изображение эталонной и копию деформированной сетки и определяют величины деформаций на поверхности объекта.

Недостатком известного технического решения является необходимость применения при нанесении эталонной сетки на прозрачную пластину образцовой сетки, при изготовлении которой требуется использование сложной специальной техники и аппаратуры, в частности прецизионных делительных и линовальных машин или высокоточных координатографов. При этом нанесенная на прозрачную пластину эталонная сетка представляет собой семейство параллельных линий.

Заявляемое техническое решение направлено на повышение точности, расширение технологических возможностей способа измерения деформаций и упрощение его реализации. Это достигается тем, что в способе измерения деформаций, согласно изобретению, эталонную сетку изготавливают в виде системы пересекающихся окружностей различного диаметра. Применение такой сетки при измерении деформаций объекта обеспечивает возможность определять с высокой точностью не только значения главных деформаций, но и их направления, которые совпадают с направлением главных осей эллипса, в который преобразуется окружность в ходе деформирования. Использование эталонной сетки в виде системы пересекающихся окружностей различного диаметра позволяет измерять деформации объекта как в области однородного деформированного состояния, так и в зоне с высоким градиентом деформаций за счет применения в этой зоне эталонной сетки с переменной базой. При этом так как окружности эталонной сетки не соприкасаются, то границы ячеек деформированной сетки четко фиксируются даже при очень больших деформациях, вплоть до разрушения объекта.

Эталонную сетку формируют на персональном компьютере и печатают на прозрачной пленке на лазерном принтере с высокой разрешающей способностью. Использование персонального компьютера позволяет сформировать эталонную сетку из системы пересекающихся окружностей различного диаметра. При этом база сетки (размер ячейки) может быть как постоянной (регулярная сетка), так и переменной (разреженная или сгущенная сетка).

Предлагаемый способ отличается высокой точностью. По результатам статистической обработки проведенных измерений размеров 20 ячеек эталонной сетки из системы пересекающихся окружностей диаметром 2,6 мм установлено, что относительная среднеарифметическая ошибка составляет ±0,5%. Предлагаемый способ характеризуется высокой производительностью. Так, например, время изготовления эталонной сетки из системы пересекающихся окружностей диаметром 2,6 мм размером 150×150 мм составляет 4 мин.

Способ осуществляют следующим образом. На персональном компьютере формируют эталонную сетку, которую затем печатают на прозрачной пленке на лазерном принтере с высокой разрешающей способностью. После этого эталонную сетку наносят на поверхность контролируемого объекта, покрытую фоточувствительным слоем, путем наложения на нее прозрачной пленки с напечатанной на ней эталонной сеткой и фиксирования ее на фоточувствительном слое. Далее нанесенную на поверхность контролируемого объекта сетку фотографируют и получают ее изображение. Затем контролируемый объект нагружают, фотографируют деформированную сетку, сравнивают изображение эталонной и копию деформированной сеток и определяют величины деформации на поверхности контролируемого объекта.

Реализация предлагаемого способа позволит по сравнению с известным техническим решением повысить точность, расширить технологические возможности способа измерения деформаций и упростить его реализацию.

Пример конкретной реализации способа

Пластические деформации определяли при двухосном растяжении трех круглых образцов диаметром 166 мм, изготовленных из листовой стали 08 (ГОСТ 16527-70), толщиной 1,2 мм с целью установления предельной пластичности. Каждый образец имел на рабочей части ослабление в виде односторонней выточки диаметром 36 мм. Нагружение образцов до разрушения производили на стандартной испытательной машине Р-20 в экспериментальном штампе пуансоном диаметром 75 мм, имевшим круговую полость диаметром 45 мм и глубиной 10 мм.

До испытания на поверхность рабочей части образца, покрытую фоточувствительным слоем, наносили эталонную сетку из системы пересекающихся окружностей диаметром 2,6 мм путем наложения на нее прозрачной пленки с напечатанной на ней эталонной сеткой и фиксирования ее на фоточувствительном слое. Эталонную сетку формировали на персональном компьютере по специальной программе, разработанной в среде программирования Delphi, и печатали на прозрачной пленке на лазерном принтере с разрешающей способностью 1200 точек на дюйм. Далее нанесенную на образец сетку фотографировали и получали ее изображение.

После испытания образца деформированную сетку фотографировали, сравнивали изображение эталонной и копию деформированной сеток и определяли величины деформаций на поверхности рабочей части образца. Главные логарифмические деформации в плоскости листа рассчитывали по формулам

где d - диаметр ячейки эталонной сетки; а, b - соответственно максимальный и минимальный размеры ячейки деформированной сетки. Значения d, a, b устанавливали соответственно на изображении эталонной и копии деформированной сеток с помощью инструментального микроскопа БМИ-1 с точностью ±0,005 мм. Измерения размеров a, b производили вдоль одного радиуса, расположенного вблизи трещины, но ею не пересекаемого.

По установленным значениям главных деформаций определяли параметр вида деформированного состояния α=ε21. В пределах рабочей части каждого из испытанных образцов параметр α оставался практически постоянным, а его величина была близка к единице, что свидетельствовало о том, что рабочая часть образца при его нагружении деформировалась в условиях однородного двухосного растяжения. Располагая рассчитанными значениями главных логарифмических деформаций устанавливали предельную пластичность материала, которая равна интенсивности логарифмических деформаций, накопленной к моменту разрушения

Величина предельной пластичности, усредненная по результатам испытаний трех образцов, оказалась равной 0,64.

Таким образом, проведенное экспериментальное исследование позволяет сделать заключение о возможности реализации с высокой точностью предлагаемого способа измерения деформаций.

Предлагаемый способ позволяет определять пластические деформации изделий, изготовленных из листовых и объемных заготовок, и может быть использован для изучения технологических операций обработки металлов давлением путем проведения испытаний в механических лабораториях предприятий и НИИ.

Источники информации

1. АС СССР 163772, кл. G01В 11/16, 22.07.1964. БИ №13.

2. АС СССР 439695, кл. G01В 11/16, 15.08.1974. БИ №30.

Способ измерения деформаций, заключающийся в том, что на поверхность контролируемого объекта наносят фоточувствительный слой, фотографируют на нем изображение эталонной сетки, нанесенной на прозрачный материал, а после нагружения объекта фотографируют деформированную фотосетку, сравнивают изображение эталонной и копию деформированной сеток и определяют величины деформаций на поверхности объекта, отличающийся тем, что эталонную сетку изготавливают в виде системы пересекающихся окружностей различного диаметра.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 171-180 of 241 items.
20.04.2016
№216.015.3461

Жидкостный ракетный двигатель

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к камерам жидкостных ракетных двигателей. Жидкостный ракетный двигатель содержит турбонасосный агрегат, газогенератор, агрегаты питания и регулирования, камеру со смесительной головкой, содержащей наружное, среднее и огневое днища,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581310
Дата охранного документа: 20.04.2016
20.04.2016
№216.015.3493

Статор ветроэлектрогенератора

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветроэлектрогенераторам сегментного типа. Технический результат - уменьшение массы и габаритов ветроэлектрогенератора. Статор ветроэлектрогенератора содержит вращающееся основание катушки, магнитопроводы, источники магнитного поля,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581595
Дата охранного документа: 20.04.2016
20.04.2016
№216.015.34cc

Способ изготовления полости и отверстия в прессованной заготовке

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении прессованных металлических и диэлектрических заготовок, имеющих открытые полости или отверстия. В способе на вставку наносят слой реологической жидкости, а на последнюю насыпают осесимметричные гранулы из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581539
Дата охранного документа: 20.04.2016
20.04.2016
№216.015.3507

Камера жидкостного ракетного двигателя

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к камерам жидкостных ракетных двигателей и входящим в них устройствам и деталям. Камера жидкостного ракетного двигателя содержит регенеративно охлаждаемые сопло и цилиндрическую часть, смесительную головку, включающую наружное, среднее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581308
Дата охранного документа: 20.04.2016
20.04.2016
№216.015.355b

Насос центробежный

Изобретение относится к насосной технике, в частности к центробежным насосам. Насос центробежный содержит корпус с патрубками и вал с ротором, имеющим лопатки. Ротор выполнен в виде барабана с пазами, в которых размещены лопатки, снабженные головками. Головки с двух сторон охвачены обоймами и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581305
Дата охранного документа: 20.04.2016
20.04.2016
№216.015.35cb

Способ электрохимического маркирования и устройство для его осуществления

Изобретение относится к электрохимическому глубокому маркированию металлических деталей. В способе используют шаблон из диэлектрической водопроницаемой основы с нанесенным на нее контуром маркируемых знаков из токопроводящего материала, при этом шаблон диэлектрической основой устанавливают на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581537
Дата охранного документа: 20.04.2016
20.04.2016
№216.015.35e1

Ветродвигатель вертикальный

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветродвигателям с вертикальной осью вращения. Ветродвигатель вертикальный содержит вертикальный вал с радиальными перекладинами и лопастями. Лопасти выполнены в виде концентрически расположенных открытых профилей. Изобретение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581286
Дата охранного документа: 20.04.2016
20.04.2016
№216.015.35f6

Ветроэнергетическая установка

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ветроэнергетическая установка содержит неподвижное основание, подвижное основание, башню, стрелу, поперечную ферму с растяжками, две группы тяг с головками с ветроколесами. При этом дополнительно содержит вторую поперечную ферму с шарнирами, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581304
Дата охранного документа: 20.04.2016
20.04.2016
№216.015.3686

Ветроэнергетическая установка

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к устройствам, преобразовывающим энергию ветра в электрическую энергию. Ветроэнергетическая установка, содержащая две рамы с размещенными на них ветроэлектрогенераторами, вращающееся основание, вертикальную башню. Каждая из рам закреплена на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581301
Дата охранного документа: 20.04.2016
20.04.2016
№216.015.36d0

Способ повышения прочности тракта охлаждения теплонапряженных конструкций

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к теплообменным аппаратам, и может быть использовано при создании охлаждаемых конструкций с большими удельными тепловыми потоками. Способ повышения прочности тракта охлаждения теплонапряженных конструкций, образованного путем скрепления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581508
Дата охранного документа: 20.04.2016
Showing 171-180 of 287 items.
27.08.2015
№216.013.74f2

Испаритель криогенной жидкости

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в криогенной технике для испарения газообразных сред, находящихся в жидком состоянии. Испаритель криогенной жидкости содержит корпус, в котором расположены теплообменные элементы и нагреватель. Корпус выполнен в виде как...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561513
Дата охранного документа: 27.08.2015
27.08.2015
№216.013.7515

Вращающаяся установка с вспомогательным приводом для тепловой обработки сыпучего материала

Изобретение относится к установке для термообработки сыпучего материала, в частности строительных материалов. Установка содержит два наклонно установленных барабана с загрузочным и разгрузочным участками, вращающихся независимо друг от друга, и камеру- коллектор, расположенную соосно между ними...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561548
Дата охранного документа: 27.08.2015
10.09.2015
№216.013.7657

Система комплексного управления движением транспорта

Изобретение относится к управлению движением транспорта, а именно к системам комплексного управления движением транспорта. Система включает в себя центральный компьютер, каналы связи с передатчиком и приемником, устройства сбора информации, централизованное устройство управления светофорами,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561884
Дата охранного документа: 10.09.2015
10.09.2015
№216.013.7659

Устройство увеличения подъемной силы самолета короткого взлета и посадки

Изобретение относится к авиационной технике и касается средств увеличения подъемной силы самолетов короткого взлета и посадки. Устройство увеличения подъемной силы содержит поворотную силовую установку с винтами, привод поворота, автоматы демпфирования нагрузок, замки фиксации, топливную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561886
Дата охранного документа: 10.09.2015
10.09.2015
№216.013.76d0

Крыло самолета короткого взлета и посадки

Изобретение относится к авиационной технике и касается несущих систем самолетов короткого взлета и посадки. Крыло самолета короткого взлета и посадки содержит установленные в верхней части жесткие сдвижные панели, щелевые закрылки с каретками и опорными роликами, направляющие рельсы перемещения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562005
Дата охранного документа: 10.09.2015
10.11.2015
№216.013.8df9

Способ очистки воздуха

Изобретение относится к процессам пылеулавливания. Способ очистки воздуха заключается в охлаждении и пересыщении очищаемого потока водяными парами при пропускании его через увлажнитель и разнотемпературную конденсационную камеру с газовым трактом преимущественно прямоугольного сечения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567952
Дата охранного документа: 10.11.2015
10.11.2015
№216.013.8dfd

Разнотемпературная конденсационная камера

Изобретение относится к оборудованию для пылеулавливания. Разнотемпературная конденсационная камера с газовым трактом преимущественно прямоугольного сечения, содержащая нижнее днище, верхнее днище, холодную и горячую боковые стенки тракта с устройствами обеспечения разности температур их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567956
Дата охранного документа: 10.11.2015
27.11.2015
№216.013.9381

Ротор генератора индукторного

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветроэлектрогенераторам сегментного типа. Технический результат заключается в повышении технологичности изготовления ротора. Ротор индукторного генератора содержит вал, ступицу, П-образные магнитопроводы. При этом ротор снабжен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569380
Дата охранного документа: 27.11.2015
27.11.2015
№216.013.9382

Автомобильный генератор

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к бесконтактным синхронным генераторам индукторного типа. Технический результат - обеспечение возможности генерирования электрической энергии за счёт энергии торможения. Автомобильный генератор содержит основание, привод, тормозные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569381
Дата охранного документа: 27.11.2015
27.11.2015
№216.013.93c0

Способ определения концентрационного положения порога перколяции

Изобретение относится к области материаловедения, а именно к определению критической концентрации одной из фаз в многофазной системе. Способ определения концентрационного положения порога перколяции в наногранулированных композитных материалах с системой фаз металл-диэлектрик включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569443
Дата охранного документа: 27.11.2015
+ добавить свой РИД