На рис. 2 представлены траектории главных напряжений в круглом щите, который подвергается сжатию сосредоточенными силами вдоль диаметра, а на рис. 3 - система изоклин того же щита.
|
Рис. 2. Траектория главных напряжений в круглом щите, который
подвергается сжатию сосредоточенными силами вдоль диаметра.
|
Рис. 3. Изоклины на круглом щите (см. рис. 2).
|
На рис. 4 показано размещение зон напряжений вблизи линии стыка (горизонтальная линия) двух деталей кожуха паровой турбины: а - при возрастающей силе сжатия болтами, соединяющими обе детали (в данном случае сила сжатия создается колодкой, которая давит сверху); б - при возрастающем давлении внутри кожуха турбины и при постоянной силе сжатия болтов. Как видно из рис. 4, во втором случае на линии стыка по внутренней стороне кожуха образуется участок характерной конфигурации, в котором сжимающие напряжения болтов нивелируются с растягивающими напряжениями, вызванными давлением внутри кожуха (при Рст = 62,5 кГ, Рвн = 9,2 кГ/см2). Из изложенного следует, что эластооптиче-ские исследования дают возможность глубоко вникнуть в условия работы деталей машин и получить ряд выводов, представляющих интерес для конструктора.
Рис. 4. Размещение зон напряжений вблизи линии стыка двух деталей кожуха паровой турбины в зависимости:
а - от силы сжатия болтами Р ; б - от внутреннего давления Рвн.
Эластооптический метод часто используют для установления формы деталей машин. С этой целью первоначально изготовляется модель детали в упрощенной форме и для нее устанавливаются действующие напряжения; (рис. 5, а). Направление действующих напряжений позволяет создать улучшенную форму детали, в соответствии с которой изготовляется вторая модель (рис. 5, б). Направление действующих сил, полученное для второй модели, дает еще более рациональную конфигурацию. После того как получен плоский контур детали, возникающую в некоторых местах концентрацию напряжений можно уменьшить путем соответствующих утолщений (рис. 5, в). Более быстрые результаты дает непосредственная корректировка контура и толщины детали в местах концентрации напряжений, наблюдаемых на прозрачной модели.
Рис. 5 слева. Конструирование детали в соответствии с действующими на нее напряжениями.
Рис. 6 справа. Вид зон напряжений, выявившихся на неподвижной модели колеса после того как колесо было «заморожено» во время вращения.
При исследовании пространственных моделей широкое применение нашел способ так называемого замораживания модели. Способ этот основан на том, что фенолоформальдегидные массы имеют двуфазную структуру: при нагреве до 80-110° С часть материала размягчается (резол), а другая (резит) остается упругой. Напряжениям, действующим на модель, противодействует упругий скелет.
Если, не снимая нагрузки, температуру модели понизить до комнатной, размягченная часть материала вновь затвердеет (подвергнется «замораживанию» и удержит деформацию скелета после снятия нагрузки. Деформация эта не изменится и при разрезании пространственной модели на плитки толщиной 0,7-2 мм.
Напряжения исследуют в каждой плитке отдельно, путем нагревания и «оттаивания» материала, что и позволяет установить деформацию внутри модели.
Способ замораживания позволяет также исследовать распределение напряжений модели в движении. На рис. 6 показана модель колеса, замороженная во время вращения. Опубликовано: 2014.09.01 Обновлено: 2014.09.10 | 
