Statyczne popmiary tensometryczne.pdf

VIII. STATYCZNE POMIARY TENSOMETRYCZNE

1. CEL ĆWICZENIA

1) Zapoznanie się z tensometrią i różnymi rodzajami tensometrów.

2) Zapoznanie się z obsługą mostka tensometrycznego.

3) Poznanie sposobu wyznaczania stałej tensometru.

4) Poznanie metod pomiaru odkształceń za pomocą tensometrii oporowej i sposobu wyzna-

czania naprężeń na podstawie otrzymanych wyników pomiaru.

2. WPROWADZENIE DO ĆWICZENIA

Pomiary tensometryczne należą do jednej z częściej stosowanych metod doświadczalnych

pomiarów odkształceń na powierzchni danego elementu. Pozwalają one, za pomocą pomiaru

odkształceń obciążonych elementów konstrukcji, obliczyć naprężenia ze wzorów znanych z

wytrzymałości materiałów.

Ważniejsze przypadki stosowania tensometrii: wyznaczanie stałych sprężystych tworzyw,

eksperymentalne określanie składowych stanu odkształcenia i wielkości związanych z nimi,

jak: naprężenia, siły, momenty, ciśnienia, itp. Szerokie zastosowanie znalazła tensometria

przy analizie stanu naprężenia w częściach maszyn i konstrukcji.

3. PODSTAWY TEORETYCZNE

3.1. Tensometry

Tensometrami nazywamy przyrządy pozwalające na pomiar odkształceń.

Przyrządy te możemy podzielić na: mechaniczne, optyczne, elektryczne, pneumatyczne, hy-

drauliczne i strunowe.

- 1 -

3.1.1. Tensometry mechaniczne

Najprostszymi tensometrami są tensometry mechaniczne. W tego typu tensometrach wy-

dłużenie mierzy się między dwoma ostrzami i odczytuje na skali, gdzie przekazywane jest do

wskazówki za pomocą układu dźwigni mechanicznych dających z reguły 1000-krotne po-

większenie. Na rys. 3.1 przedstawiono schemat tensometru mechanicznego Huggenbergera,

który składa się z ostrzy - ruchomego 1 i nieruchomego 2 - do-ciskanych do powierzchni ba-

danego elementu za pomocą specjalnych uchwytów, układu dźwigu ze wskazówką 3 i po-

działki 4 . Na rysunku jest zaznaczona baza pomiarową l.

Rys. 3.1. Schemat tensometru Huggenbergera

Zmianaodległości pomiędzy ostrzami (odkształcenie

∆

l) powoduje uruchomienie układu

dźwigni, który powiększa rzeczywiste wydłużenie od 300 do 3000 razy. Baza tensometru Hu-

ggenbergera przyjmuje wartość od 5 mm do 100 mm. Najbardziej czułe mierzą wydłużenia

rzędu 1

m. Masa tych tensometrów wynosi zwykle ok. 50 g.

Jeszcze prostszym tensometrem jest tensometr Martensa - Kennedy’ego, zbudowany z

dwóch bliźniaczych części. Zmiana długości mierzona tym tensometrem jest średnią arytme-

tyczną obu wskazań. Baza tego tensometru ma zazwyczaj długość 100 mm a przełożenie m =

30, co pozwala mierzyć przyrosty rzędu 0.05

0.02 mm. Schemat działania tego tenso-

metru przedstawiono na rys. 3.2.

- 2 -

Rys. 3.2. Schemat tensometru Martensa - Kennedy’ego. 1 - ruchomy

pryzmat połączony sztywno ze wskazówką, 2 - zacisk, 3 - stałe ostrze, 4

- próbka

Rys. 3.3. Schemat tensometru dźwigniowo - zegarowego, 1 - ruchomy trzpień

- 3 -

Podobnierozwiązane są tensometry Schoppera i rosyjskie tensometry Miły, które mają do-

datkową przekładkę zwiększającą dziesięciokrotnie czułość.

Pewną podgrupę tensometrów mechanicznych stanowią tensometry dźwigniowo - zegaro-

we, różniące się od wskaźnikowych tylko elementem mierzącym, którym jest czujnik zegaro-

wy. Schemat działania takiego tensometru przedstawiono na rys. 3.3.

Z całego szeregu tak rozwiązanych tensometrów często spotykany jest tensometr Amslera, a z

krajowych rozwiązań - tensometr Zakrzewskiego przedstawiony na rys. 4.

Rys. 3.4. Schemat tensometru Zakrzewskiego:1 - zacisk górny, 2 -

zacisk dolny, 3 - stożkowy trzpień czujnika, 4 - przedłużacz

. Tensometry mechaniczne są niewygodne w użyciu, zupełnie nie nadają się do pomiaru od-

kształceń szybkozmiennych.

- 4 -

3.1.2. Tensometry optyczne

Tensometry optyczne mają większe przełożenie m, a zatem umożliwiają pro-wadzenie ba-

dań przy niewielkich odkształceniach, nie mieszczących się w zakresie pomiarowym tensome-

trów mechanicznych. Zasada ich działania polega na tym, że wraz ze zmianą długości począt-

kowej następuje obrót zwierciadła połączonego z ruchomym pryzmatem tensometru. Rzucona

wiązka światła ulega obrotowi, a przesunięcie odbitej wiązki odczytuje się na skali specjalną

lunetą. Praca tymi tensometrami ogranicza się zwykle do badań laboratoryjnych, a uwarunko-

wane jest to znaczną wrażliwością na wstrząsy.

Zcałego szeregu istniejących tensometrów optycznych w badaniach laboratoryjnych sto-

sowany jest w zasadzie tylko tensometr lusterkowy Martensa przypominający budową mecha-

Rys. 3.5. Schemat tensometru lusterkowego Martensa1 - luneta, 2 - ruchome ostrza, 3 -

lusterka, 4 - podziałki

- 5 -

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: