УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ОБОЛОЧКИ

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности к средствам измерения деформаций трехслойной оболочки из армированных пластиков при испытаниях на прочность и может быть использована, например, в ракетостроении, а также в учебном процессе ВУЗов.
Известно устройство для измерения деформаций, содержащее опорный элемент для крепления к контролируемому объекту, и закрепленные на нем электроды емкостного датчика зазора, опорный элемент выполнен в виде Г-образных токопроводящих пластин, выступы которых расположены параллельно один другому, имеют диэлектрическое покрытие на обращенных одна к другой поверхностях и выполняют функции электродов емкостного датчика (RU №2040777, 1995 г.).
Известно устройство для измерения деформаций при испытаниях на прочность, содержащее упругий элемент, узел крепления упругого элемента, тензорезисторы, расположенные на упругом элементе и измерительную аппаратуру, упругий элемент выполнен из двух тонкостенных колец, соединенных друг с другом последовательно по оси их симметрии узлом задания нормированной величины измеряемого параметра, а в узлах крепления и узлах задания нормированной величины измеряемого параметра выполнены базовые отверстия (RU №2091702, 1997 г.).
Известно устройство для исследования напряженно-деформированного состояния гладких конических оболочек, содержащее упругий элемент, тензорезисторы, измерительную аппаратуру, упругий элемент выполнен в виде гладкой конической оболочки, к которой по образующей равномерно наклеены тензорезисторы, причем нечетные параллельно, а четные перпендикулярно оси симметрии, в боковой части корпуса устройства жестко закреплен штуцер, в устройство введена система нагружения осевыми силами, состоящая из крышки и штока, причем шток жестко закреплен с помощью штифта к корпусу, в нижней части снабжен поворотным рычагом, крышка конической оболочки закреплена через тензостакан с помощью резьбового соединения к штоку, на тензостакан в осевом направлении наклеен тензорезистор (RU №114775, 2012 г.).
Наиболее близким по технической сущности решением является устройство для исследования напряженно-деформированного состояния корпуса ракетного двигателя твердого топлива из армированных пластиков, содержащее тензорезисторы, упругий элемент, к которому по образующей равномерно наклеены тензорезисторы, причем нечетные параллельно, а четные перпендикулярно оси симметрии, измерительную аппаратуру, жестко закрепленный штуцер, упругий элемент выполнен в виде корпуса из армированных пластиков типа "кокон" с различным типом намоток, в устройство введена система нагружения внутренним давлением, состоящая из электрогидравлической машины, которая объединяет в один функциональный блок насос, электродвигатель и масляный бак, последовательно соединенная с упругим элементом через обратный клапан, клапанную коробку, вытеснитель, манометр и два вентиля гидравлическими магистралями, причем клапанная коробка состоит из распределителя жидкости, предохранительного клапана и дренажного вентиля (RU №163913, 2016 г.).
Недостатками является невозможность исследования напряженно-деформированного состояния трехслойной оболочки.
Задачей полезной модели является расширение наглядных возможностей по определению окружных и осевых относительных деформаций в точках наружную поверхность первого и третьего слоя трехслойной оболочки.
Техническим результатом является оценка работоспособности первого и третьего слоя трехслойной оболочки из армированных пластиков корпуса транспортно-пускового контейнера (ТПК) при его нагружении внутренним давлением.
Сущность полезной модели заключается в том, что в устройстве для исследования напряженно-деформированного состояния оболочки, содержащем тензорезисторы, упругий элемент, к которому по образующей равномерно наклеены тензорезисторы, причем нечетные параллельно, а четные перпендикулярно оси симметрии, измерительную аппаратуру, систему нагружения внутренним давлением, жестко закрепленный штуцер, упругий элемент выполнен в виде трехслойной оболочки, первый и третий слои которой выполнены из армированных пластиков, а прочноскрепленный с ними промежуточный слой выполнен из пенопласта, тензорезисторы наклеены на наружную поверхность первого и третьего слоя.
Новизна заключаются в том, что упругий элемент выполнен в виде трехслойной оболочки, первый и третий слои которой выполнены из армированных пластиков, а прочноскрепленный с ними промежуточный слой выполнен из пенопласта, тензорезисторы наклеены на наружную поверхность первого и третьего слоя.
Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области и смежных областях позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявленном устройстве.
На фиг. 1 изображен общий вид устройства для исследования напряженно-деформированного состояния трехслойной оболочки. Устройство содержит упругий элемент, выполненный в виде трехслойной оболочки 1 первый слой 2 и третий слой 3 из армированных пластиков, а прочноскрепленный с ними промежуточный слой 4 выполнен из пенопласта. Тензорезисторы наклеены на наружную поверхность первого слоя 2 и третьего слоя 3, причем нечетные 5 параллельно, а четные 6 перпендикулярно оси симметрии, соединенные с измерительной аппаратурой 7. В верхней части трехслойной оболочки 1 жестко закреплен штуцер 8, к которому подключена система натружения внутренним давлением.
Устройство работает следующим образом.
Трехслойную оболочку 1 через штуцер 8 нагружают внутренним давлением. Проводят регистрацию измерительной аппаратурой 7 показаний заданного массива датчиков 5 и 6 первого слоя 2 и третьего слоя 3, сравнивая их с начальными показаниями. Применив формулы сопротивления материалов можно оценить работоспособность корпуса ТПК при минометном пуске, т.е. запасы прочности внутреннего первого слоя 2 и внешнего третьего слоя 3. Расчет показывает, что наибольшие запасы прочности у внешнего третьего слоя 3, он почти не работает в окружном направлении. Основную нагрузку несет внутренний первый слой 2 ТПК.
Данное устройство позволяет наглядно определить окружные и осевые относительные деформации в точках первого слоя 2 и третьего слоя 3, оценить напряженно-деформированное состояние трехслойной оболочки 1, запасы прочности внутреннего первого слоя 2 и внешнего третьего слоя 3, уточнить правомерность расчетной схемы, допущений и методик проектировочного и проверочного расчетов трехслойных оболочек.