Способ измерения изгибающего момента,приложенного в пролете двухопорной балки

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерений за счет исключения влияния неизмеряемых консольных нагрузок поперечных н продольных сил и неизмеряемых изгибающих моментов. Выбирают на участках балки 1 с постоянной жесткостью поперечные сечения на определенных расстояниях между опорами и зоной приложения неизмеряемых поперечных сил и моментов. Располагают тензорезисторы R -R по одному в первом, втором, пятом и шестом сечениях в плоскости изгиба, а тензорезисторы - в той же плоскости по два, диаметрально противоположно в третьем и четвертом сечениях. Тензорезисторы включают в измерительную схему так, чтобы деформация от измеряемого момента в первом и шестом сечениях была, противоположной по знаку деформации в остальных сечениях. 2 ил..

СООЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧКНИХ

РЕСГ1УБЛИН (sO 4 С 01 Ь 1/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3800254/24-10 (22) 09.10.84 (46) 07.01.87. Бюл. И- 1 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт редукторостроения (72) А.Г.Лымарь и A.Í.Комаренко (53) 531.781 (088.8) (56) Горлин С.М., Слезингер И.И.

Аэромеханические измерения. — N.: Наука, 1964.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 1155877, кл. G 01 L 1/22, 1975. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗГИБАЮЩЕГО МОМЕНТА, ПРИЛОЖЕННОГО В ПРОЛЕТЕ ДВУХОПОРНОЙ БАЛКИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерений за счет исключения

„ЯУ„„1281930 А i влияния неизмеряемых консольных нагрузок поперечных и продольных сил и неизмеряемых изгибающих моментов.

Выбирают на участках балки 1 с постоянной жесткостью поперечные сечения на определенных расстояниях между опорами и зоной приложения неизмеряемых поперечных сил и моментов. Располагают тензорезисторы К -К по од1 ному в первом, втором, пятом и шестом сечениях в плоскости изгиба, а тензорезисторы R, -К„ — в той же плоскости по два, диаметрально противоположно в третьем и четвертом сечениях. Тензорезисторы включают в измерительную

Я схему так, чтобы деформация от измеряемого момента в первом и шестом сечениях была. противоположной по знаку .деформации в остальных сечениях. 2 ил.. (12819

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению изгибающих моментов, возникающих в пролетах двухопорных валов и балок, и может быть использовано в процессе испытаний деталей машин и строительных конструкций..

Целью изобретения является nosbmreние точности измерений за счет исклю-. чения влияния неизмеряемых консольных 10 нагрузок, поперечных и продольных сил, неизмеряемых изгибающих моментов, действующих на балку.

На фиг.1 показана схема расположения тензорезисторов на балке; на фиг.2 — электрическая схема включения тензорезисторов в измерительную схему.

Для реализации способа используют балку 1, установленную на опоры 2 и 3. 20

В пролете балки вне зон концентрации и градиентов напряжений выбирают на участках балки с постоянной жесткостью поперечные сечения для размещения тензорезисторов на расстоянии — 25 и P от левой опоры и на рас2 2 стоянии 1 1 и 1 от правой опоры.

4 5

Тензорезисторы R, R, R,,R pac3 полагают на детали па одному в первом, втором, пятом и шестом сечениях в плоскости изгиба, а тензорезисторы

R6 R1 R 8 В тои же плоскости ПО

5 два, диаметрально противоположно, в третьем и четвертом сечениях.

Деформации наружных волокон балки в диаметрально противоположных точках сечений 3 и 4 от действия измеряемого изгибающего момента M будут одного знака, а от действия консольных наг- щ рузок P u P, неизмеряемых попереч1 ной силы P, и неизмеряемых изгибающих моментов М М М вЂ” противопо3 ложного. При включении двух тензорезисторов, расположенных в диаметраль- 45 но противоположных точках сечений 3 и 4 в одно плечо измерительного моста, а оставшихся — в другое, сигналы этих тенэорезисторов от измеряемого изгибающего момента суммируются, а gp от консольных нагрузок, неизмеряемых поперечных сил и моментов вычитаются друг иэ друга с удвоенной разностью.

Деформация наружных волокон балки сечения 3 или 4 от воздействия продольной силы N будет одного знака и одинаковой величины. При включении пары тензорезисторов, расположенных в сечении

3 или 4 в соседние плечи моста, сиг3О 2 нал от продольной силы будет скомпенсирован.

Для компенсации сигналов от консольных нагрузок неизмеряемых поперечных сил и моментов координаты размещения тензорезисторов выбирают из следующих соотношений:

r, -I, =(гм, /W,) (f,-f,); С (3 W2) (8 7

à — расстояние от левой опоры до неизмеряемой поперечной силы м где (,У,1 — расстояния от первого, 2 3 второго, пятого и шестого тензорезисторов соответственно до левой опоры, м;

Р,,t,,I — расстояния от седьмого

6 6 и восьмого, третьего и четвертого тенэорезисторов соответственно до правой опоры, м; — Расстояние от левой опоры до неизмеряемой поперечнои силы, м, — расстояние между опорами, м;

W, — момент сопротивления балки в зоне размещения первого и второго тензореэисторов, м ;

W — момент сопротивления балки в зоне размещения пятого и шестого, седьмого и восьмого тензорезисторов, м ;

W — момент сопротивления

3 балки в зоне размещения третьего и четвертого тенэорезисторов, м

Тензорезисторы включают в измерительную схему так, чтобы деформация от измеряемого момента в первом и шестом сечениях была одного знака, а в остальных противоположного. При расположении тенэорезисторов (фиг.1) это условие выполняется, если тензорезисторами К,,R,К,R включены в

1 3 5 7 одно плечо, а тензреэисторы R R

2У У

R,,R в другое. Так как тензореэисто3 ры R,R и R,R попарно размещены

2 3 на участках балки в сечениях с одинаковой жесткостью и включены в разноименные плечи моста, то они компенсируют сигнал от неиэмеряемой продольной силы.

3 12819

Работа схемы не нарушается, если тензорезисторы R,R поменять местами

1 в плечах моста и расположить на балке диаметрально противоположно тензорезисторам R»R или если тензорезисто--.5 ры R R поменять местами в плечах момоста и расположить на балке диаметрально противоположно тензорезисторам

К,R соответственно.

Если при измерениях используется 10 полный мост, то тензорезисторы включают по два в каждое плечо. Например тензорезисторы R,,Ê включают в одно плечо моста, R,R — в другое, К вЂ” в третье, а R,,К в оставшееся.

При изменении расстояния между опорами или до одной из опор работа схемы не нарушается, так как не изменяется приведенные соотношения.

Если плоскость действия измеряемо-20 го изгибающего момента неизвестна и в качестве балки 1 используется вал в подшипниковых опорах, то показания тензорезисторного устройства, выполненного по предлагаемому способу, умножаются на cos V(V- угол поворота вала). При неизменных условиях чувствительность устройства к деформации за один оборот балки изменяется от нуля до максимальной с учетом зна- 30 ка деформации. Чтобы измерить изгибающий момент на неподвижных балках при неизвестных плоскостях действия сил, используют два устройства, выполненные по данному способу и уста- 35 новленные в двух взаимно перпендикулярных плоскостях относительно балки.

Использование изобретения при исследованиях деталей машин и строительных конструкций позволяет повысить 40 точность и производительность измерений за счет автоматического исключения влияния консольных нагрузок, неизмеряемых изгибающих моментов, поперечных и продольных сил, жесткости 45 . опор и упрощает математическую обработку результатов испытаний.

50 после чего суммируют сигналы нечетных тензорезисторов и вычитают иэ полученного результата сумму сигналов

55 четных тензореэисторов, а по полученной разности судят об измеряемом изгибающем моменте.

Формула из обретения

Способ измерения изгибающего момента, приложенного в пролете двухопорной балки, заключающийся в измерении деформации балки с помощью восьми тензорезисторов, соединенных в электрическую цепь, и размещенных в продольном сечении пролета балки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет исключения влияния неизмеряемых консольных нагрузок, поперечных и продольных изгибающих моментов, размещают первый, второй, пятый и шестой тензорезисторы между левой опорой и зоной приложения неизмеряемых попереЧных сил,и моментов, третий, четвертый, седьмой и восьмой тензорезисторы — между правой опорой и зоной приложения неизмеряемых поперечных сил и измеряемого изгибающего момента, при этом пятый и шестой, седьмой и восьмой тензорезисторы размещают попарно по разные стороны соответствующих сечений балки, а координаты размещения тенэорезисторов выбирают из следующих соотношений:

tð 1 (2 1 Wà) (t,-fú );

5 5 (З ) (Е где P. 1,P. — расстояния от первого, второго, пятого и шестого тензореэисторов соответственно до левой опоры, м; — расстояния от седьмого

4 5 6 и восьмого, третьего и четвертого тензорезисторов соответствен-. но до правой опоры, м; — расстояние от левой опоры до неизмеряемой поперечной силы, м; — расстояние между опорами балки, м;

W — момент сопротивления

Ф балки в зоне размещения первого и второго тЕнзорезисторов, м ;

W — момент сопротивления 5 балки в зоне размещения пятого и шестого, седьмого и восьмого тензорезисторов, м ; — момент сопротивления з балки в зоне размещения третьего и четвертого тензорезисторов, м, 1281930

Составитель В;Годзиковский

Техред Н.Глущенко Корректор А.Обручар

Редактор Н.Марголина

Заказ 7255/38 Тираж 776

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4