УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕНЗОСТОЕК РАСТЯЖЕНИЯ-СЖАТИЯ

Полезная модель относится к устройствам для измерения сил и может найти применение в качестве измерительного прибора, основанного на измерении механических величин электрическими методами.
Известна станина со сплошной стойкой и с наклеенным на нее тензодатчиком, на которую нагрузка действует вдоль оси (Тензометрия машин пищевых производств / Кацнельсон М.У. и др. - М.: Машиностроение, 1968, с.77 - верхний рисунок).
Основной недостаток известной тензостойки заключается в том, что у нее нет возможности изменять величину площади поперечного сечения при измерениях.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в том, чтобы при измерениях обеспечить изменение величины площади поперечного сечения тензостойки.
Технический результат достигается тем, что устройство для экспериментальной оптимизации тензостоек растяжения-сжатия, состоящее из станины, стойки с наклеенным тензодатчиком, стойка выполнена в виде пакета геометрически калиброванных пластин с отверстиями по концам, при этом одним концом через отверстие с помощью чистой шпильки с нажимной втулкой и гайкой пакет пластин жестко прикреплен к станине, а к другому концу пакета жестко прикреплен груз с проушиной и регулировочными прокладками, причем ось симметрии груза совпадает с осью симметрии пакета пластин, и между поверхностью станины и поверхностью груза расположен механический тензометр.
Такое исполнение устройства дает возможность изменять количество пластин в пакете, т.е. изменять ступенчато площадь поперечного сечения и измерять при этом абсолютное и определять относительное удлинение
стержня, а также измерять соответствующую частоту собственных колебаний системы «стойка - груз». По экспериментальным данным строят соответствующие графики и определяют оптимальные параметры площади поперечного сечения стойки, стержня, опоры или подвески.
На фиг.1 изображена схема устройства, на фиг.2 показана форма пластины, а на фиг.3 представлены графики оптимизации параметров стойки.
Устройство (фиг.1) состоит из станины 1, к которой с помощью чистой шпильки, нажимной втулки и резьбовой гайки (показанных на схеме условно с помощью осевых линий) жестко прикреплен пакет 2 геометрически калиброванных пластин. На наружную пластину пакета 2 наклеен тензорезистор 3. К нижней части пакета (упругого элемента) 2 жестко прикреплен груз 4 с помощью проушины, регулировочных прокладок и резьбовых крепежных элементов, не показанных на схеме. Устройство снабжено механическим тензометром 5. На фиг.2 представлена форма пластин 2 с наклеенным датчиком 3.
С помощью этого устройства сначала определяют величину относительной деформации стойки, состоящей из пакета пластин. Это делают в следующей последовательности. Измерив тензометром 5 расстояние от станины 1 до груза 4, удаляют одну из пластин, обеспечивая с помощью регулировочных прокладок симметричное расположение груза относительно пакета пластин, и снова измеряют указанное расстояние, т.е. определяют величину абсолютной деформации пластин Δ1, а по ней - величину относительной деформации ε.
где l - длина пластин (фиг.2).
o
После этого без тензометра возбуждают собственные колебания в системе «стойка - груз» и фиксируют соответствующую частоту ω собственных колебаний. Данные заносят в таблицу, указывая величину соответствующей площади поперечного сечения стойки. И так до полного измерения, т.е. до
1
о
2
пар
o
одной пластины в пакете. По этим данным затем строят график (фиг.3) функции изменения величины относительной деформации от площади поперечного сечения стойки [ε=f(F)] и график изменения соответствующих частот собственных колебаний [ω=f(F)] этой системы. По суммарному графику [О=f(F)] и определяют оптимальные параметры площади поперечного сечения F стойки.
Оптимизацию можно осуществить теоретически путем соответствующих расчетов. Однако, предложенное устройство, наряду с теоретическими расчетами, дает возможность экспериментально проверить оптимизацию тензодинамометрических стоек, стержней, опор и подвесок при тензометрировании и повысить качество измерений.