Напряжения в сварных соединениях и конструкциях от рабочих нагрузок, страница 8

Кроме этого следует избегать резких переходов и обрывов сечений в сварных соединениях, по возможности использовать стыковые швы взамен угловых. Так же требуется соблюдать технологию изготовления и проводить контроль качества с целью недопущения, выявления и устранения дефектов сварки, вызывающих увеличение концентрации напряжений в сварных соединениях.

1.6.      Сущность       метода       тензометрирования для экспериментального определения напряжений

Методы экспериментального определения деформаций и напряжений играют исключительно важную роль в инженерном деле. Они используются как при определении констант упругости и прочности различных материалов, так и для проверки различных теоретических или проектных решений, выполняемых на моделях или на реальных опытных объектах. Основным методом, наиболее широко применяемом на практике, является метод тензометрии.

Метод тензометрии состоит в измерении малых деформаций в отдельных точках детали или модели и последующем переходе от них к напряжениям с использованием закона Гука.

Для измерения деформаций существует большое число видов тензометров: механические, электрические, оптические, гидравлические, пневматические и др. В рассматриваемых работах напряжения определяются с помощью проволочных тензодатчиков.

Если металлическую проволоку подвергнуть действию растягивающей силы, то вследствие изменения величин удельного сопротивления материала, изменения длины и сечения проволоки, ее электрическое сопротивление тоже изменится. Опыт показывает, что это изменение относительного сопротивления пропорционально растягивающей силе, т.е.. Так как в упругой области сила пропорциональна вызываемым ею деформациям, то

                                               (1.25)

где s - коэффициент тензочувствительности датчика; R и ΔR - начальное сопротивление датчика и его абсолютное приращение; l и  Δl - база датчика и ее абсолютная деформация.

Проволочный тензодатчик - это константовая проволока диаметром в несколько   десятков   микронов,   наклеенная   специальным   составом   на испытуемую   деталь.   Пользуясь   соотношением   (1.25)   можно   измерить поверхностные деформации и определить напряжения по закону Гука:

Рис. 1.17. Схема моста Уитстона с проволочными тензометрами сопротивления.

М - измерительный тензометр;   К - компенсационный тензометр;   R1  и   R2 -

постоянные сопротивления; В - нагруженная деталь; С - свободная деталь; I -

источник переменного тока; А - амперметр

При измерении деформаций проволочными тензометрами следует иметь ввиду, что на результат могут оказывать влияние три вида температурного воздействия. Во-первых, изменение температуры объекта и окружающей среды вызывает изменение электрического сопротивления тензометра; во-вторых, изменение температуры вызывает изменение длины проволоки тензометра и, в третьих, изменение температуры вызывает изменение линейных размеров испытываемого объекта. Все эти явления могут влиять на результат измерений так же, как влияют изменения механических сил, приложенных к объекту. Поэтому необходимо исключить влияние этих явлений.

Самым распространенным методом компенсации влияния температуры является применение двух идентичных тензометров, из которых один наклеен на испытываемую деталь, а второй — на ненагруженную пластину из того же материала, находящуюся в тех же температурных условиях. Тензометры включаются в соседние плечи моста Уитстона, используемого в качестве измерительной схемы (рис. 1.17) и этим автоматически компенсируются температурные влияния. В целях упрощения схемы (когда измерения производятся в помещении) можно использовать один компенсационный тензометр, соединяя его поочередно с каждым из рабочих тензометров при производстве отсчетов.