Актуальность темы. Важным этапом при создании современных машин и конструкций являются экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния деталей и узлов на различных стадиях пусковых и эксплуатационных испытаний. При этих исследованиях широкое применение нашли эффективные методы экспериментальной механики и особенно тензометрия с использованием тензорезисторов, обеспечивающая определение реальной нагруженносги конструкций при воздействии рабочих нагрузок.
В настоящее время измерение упругих деформаций до ± 3000 млн"' с помощью теязорезисторов имеет обоснованное метрологическое обеспечение. Методикз же измерения тензорезисторами упруго-пластических деформаций находится в стадии становления и требует серьезного развития, в том числе, в части метрологического обеспечения применяемых, первичных преобразователей. Важность измерения упруго-пласти-, ческих деформаций об'ясняется повышенными требованиями к безопасности работы современного оборудования, эксплуатируемого в экстремальных условиях. При этом на механизм упруго-пластического разрушения элементов конструкций влияют история нагружения и размеры растущих зон пластичности. Достоверное исследование этих процессов тензорезисторами позволяет оптимизировать размеры и форму изделий, а также условия их применения.
Реализовать условия, пред'являвше нормативными документами для определения метрологических характеристик тензорезисторов в широкой области с помощью деформационных установок, основанных на одной конструктивной схеме, не представляется возможным. Поэтому целесообразно разбить весь диапазон измерения деформаций на три поддиапазона, назвав их соответственно упругими, упруго-пластическими и большими. Следовательно, упруго-пластическая область охва-таЕяет деформации от 3000 млн"1 и до 10000...БОООО млн"'.
Отсутствие аттестованных средств воспроизведения упруго-пластических деформаций делает невозможным оценку
КетрОЛОГИЧеСКИХ Характеристик ТеКЗОреЗНСТСрОЕ И, СЛЄ,гоЬ!і-
тельна, нормирование погрешности измерения. В итоге, снижается эффективность применения тензорезисторов и не гарантируется достоверность результатов измерений за пределами ± 3000 млн"1.
Решению этой задачи посвящены работы А.Б.Злочевского, СЫ.Базжина, Л.С.Кузнацовой, И.А.Чернова, К.Hoffman, В.Вег ggvist, A.Gotz и их сотрудников и др. Б представленной работе на базе имеющихся достижений нашли дальнейшее развитие методы и средства метрологической аттестации тензорезисторов, предназначенных для исследования в высоконагру-кенных зонах конструкций, в том числе при наличии пластических деформаций. Результаты исследований, проведенных автором, показали, что некоторые типы отечественных тензорезисторов, прошедшие аттестацию по предложенной методике, регистрируют упруго-пластические деформации с достаточной степенью достоверности, и по ресурсу превосходят зарубеж-'ные преобразователи.
Целью настоящей -работы является разработка метода и средств, метрологической аттестации тензорезисторов, используемых при оценке напряженно-деформированного состояния конструкций, в которых появляются области упруго-пластических деформации.
Об'єктом исследований являются серийно выпускаемые тевзорезисторы широкого применения.
Достоверность и обоснованность исследований обуславливается использованием системного метода решения поставленной задачи, заключающегося в комплексном изучении взаимосвязанных проблем. Сопоставление полученных экспериментальных данных с теоретическими решениями и результатами работ других авторов подтверждает правильность подхода.
Научная новизна состоит:
в постановке задачи исследования механизма деформирования полимерного упругого элемента с целью использования его в средствах воспроизведения упруго-пластических деформаций, примененного впервые в данной области исгштательной техники;
в предложенном методе метрологической аттестации деформационной установки, основанном на обобщенном использова-
нии расчетно-экспериментальных результатов поэлементной аттестации и аттестации путем сличения;
в предложенном способе испытаний тензорезисторсв на многоцикловую усталость, регламентирующим проведение сравнительных исследований, в котором количество циклов нагруїке-ний насчитывается до выхода из строя всех преобразователей из выборок равного об'эма, но разного типа;
в том, что выполненные экспериментальные исследования являются одной из первых попыток систематизированного изучения метрологических характеристик приклеиваемых тензорезисторсв при упруго-пластических деформациях в нормальных условиях.
Практическая ценность состоит в следующем; -создана образцовая установка воспроизведения деформации в диапазоне t 20000 млн"1;
разработана и экспериментально опробована технология закрепления тензореєисторов эпоксидным клеем 31-20 на полимерном упругом.элементе, обеспечивающая их надекную работоспособность в первом цикле нагружения до деформации" * 20000 млн"';
по разработанной программе метрологической аттестации проведено исследование трех образцов установок с выдачей им свидетельств как образцовым средствам воспроизведения упруго-пластических деформаций;
в ходе -экспериментальных исследований тензорезисторсв в области деформаций до ± 20000 млн"1определены: нелинейность функции преобразования, количество циклов работоспособности и среднее квадратическое отклонение чувствительности;
показана эффективность использования тензорезисторов, прошедших метрологическую аттестацию, при оценке напря-женно-деформированного состояния конструкций.
Апробация. Основные положения диссертации были доложены на IX и X Всесоюзных конференциях "Методы и средства тензометрии и их применение в народном хозяйстве" (г.Ккшз-нев, 1986 год, и г.Екатеринбург, 1Э89 год) и на научно-те-хническсм совете во ВНЮШСО (г.Екатеринбург, 1991 год).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано
десять работ.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка использованной литературы. Работа изложена на '&страницах, включая 19 таблиц и 37 рисунков.
'
