Способ определения температуры

 

Изобретение относится к методам измерения температуры в моделях из оптически чувствительного материала. Целью изобретения является повышение эффективности за счет обеспечения возможности определения температуры в точках по толщине исследуемой модели из оптически активного материала. В качестве термоэлемента используют непосредственно саму исследуемую модель, на контурную поверхность которой воздействуют цилиндрическим индентором, освещают модель поляризованным светом, совмещают минимум освещенности первой интерференционной полосы с исследуемой точкой. По величине силы и размеру первой полосы определяют цену полосы из соотношения ао ° 2Р/яС , а затем по тарировочной кривой определяют температуру в точке, где Р - величина силы; С - размер первой интерференционной полосы. При этом диаметр цилиндрического индентора берут равным 0,5-10 толщинам модели. На модель воздействуют поочередно двумя инденторами по линии действия силы с разных сторон модели. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.С/Ч

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистических

РЕСПУБЛИК

1682829 А1 (м)з G 01 К 11/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4689650/10 (22) 12 05.89 (46) 07.10.91. Бюл. г» 37 (71) Ижевский сельскохозяйственный институт (72) В.П.Беркутов (53) 536,532 {088.8) (56) Испытательная техника: Справочник.—

М.: Машиностроение, 1982, т.2, с. 457.

Авторское свидетельство СССР

М 807079, кл. G 01 К 11/12, 1979, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к методам измерения температуры в моделях иэ оптически чувствительного материала. Целью изобретения является повышение эффективности за счет обеспечения воэможности определения температуры в точках по толщине исследуемой модели из оптически активного

Изобретение относится к технической физике, а именно к термометрии, и может быть использовано для измерения температуры в плоских моделях элементов конструкций из оптически активного материала при решении плоских температурных задач . теории упругости поляризационно-оптическим методом.

Цель изобретения — повышение эффективности за счет обеспечения возможности определения температуры в точках по толщине исследуемой модели из оптически активного материала.

На фиг.1 и 2 изображена схема определения температуры в плоской модели моломатериала; В качестве термоэлемента используют непосредственно саму исследуемую модель, на контурную поверхность которой воздействуют цилиндрическим индентором, освещают модель поляризованным светом, совмещают минимум освещенности первой интерференционной полосы с исследуемой точкой. По величине силы и размеру первой полосы определяют цену полосы из соотношения Й = 2Р/л С а затем по тарировочной кривой определяют температуру в точке, где Р— величина силы; С вЂ” размер первой интерференцион-, ной полосы. При этом диаметр цилиндрического индентора берут равным 0,5 — 10 толщинам модели. На модель воздействуют поочередно двумя инденторами по линии действия силы с разных сторон модели. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. тового штампа; на фиг.3 — тарировочная кривая — зависимость цены полосы материала модели от температуры; на фиг.4 — диаг. рамма изменения температуры по линии . действия силы; на фиг.5 — диаграмма зависимости относительной цены полосы материала от относительного диаметра.

На фиг.1 — 5 приняты следующие обозначения: 1- верхняя плита нагрузочного устройства; 2 — нижняя плита нагрузочного устройства; 3 — исследуемая модель молотового штампа; 4 — поковка, нагретая до температуры более высокой, чем температура модели; 5 — индентор цилиндрический; 6— картина интерференционных полос, 7 — та1682829 рировочная кривая — зависимость цены полосы материала модели от температуры; 8— диаграмма изменения температуры в модели штампа по линии действия силы Р; 9— контурная линия; 10 — контурная поверхность; 11 — ось индентора; 12 — плоские торцовые поверхности индентора; 13 — боковые плоскости модели; 14 — диаграмма зависимости относительной цены полосы материала от относительного диаметра;

А — линия контакта индентора с моделью; M(xy) — точка модели в которой определяется температура; сг — цена по1,0 лосы тарировочного образца; t — толщина модели; бо — относительный диаметр инден- тора; g = — — распределенная контактная

P нагрузка; С вЂ” размер интерференционной полосы (иэохромы) первого порядка, вэятыйпо направлению силы Р; P — вектор силы„ действующей на модель; d — диаметр индентора: л — 3,14 — число; oo — цена полосы

i,o

Y материала модели; Yo= — — относительная координата тачки модели; Y — координа-. та точки модели; Н вЂ” высота модели между индентором и поковкой, h — высота гравюры.

Способ осуществляют следующим образом.

Между верхней и нижней плитами нагрузочного устройства располагают модель молотового штампа 3, в нижней части которого на его гравюру передается тепловая нагрузка от модели поковки 4, которая предварительно нагрета до более высокой температуры, чем сама модель, На модель сверху передают усилие P через индентор 5 от плиты 1. Модель просвечивают поляризованным светом, вре,зультате чего появляется картина интерференционных полос 6.

Изменением величины силы осуществляют совмещение минимума освещенности первой интерференционной полосы с исследуемой точкой, замеряют размер первой полосы от точки приложения силы к модели до точки пересечения первой интерференционной полосы с линией направления действия силы.

По величине силы Р и размеру С определяют цену полосы модели с о иэ соотно1,О шения

1о 2Р лС

Затем используют тарировочную зависимость цены полосы материала модели от температуры (фиг.3), предварительно сня40

45 из оптически активного материала, на опти50- чески активный термоэлемент, в качестве которого используют исследуемую модель, воздействуют внешней силой, которую прикладывают к контурной поверхности модели с помощью цилиндрического индентора, 55 с диаметром 0,5-10 толщины модели, предварительно установленного своими торцами заподлицо с боковыми поверхностями модели, изменяют величину внешней силы до совмещения минимума освещенности первой интерференционной полосы с исс5

35 тую таким же образом, но нагрев модели осуществляют изотермически и равномерно ступенями через 10 С и по цене полосы и тарировочной кривой определяют температуру в точке. При испытании используют модель, полученную из эпоксидной смолы 3Д-6, отверженную малеиновым ангидридом и пластифицированную дибутилфталатом. При этом соотношение ингредиентов взято в пропорции 100 .30:5 (вес,ч.), На основе опытных данных строятдиаграмму изменения температуры в модели штампа по линии действия силы P (фиг.4), совпадающей с осью Y. При этом диаграмму строят при одновременном действии двух инденторов по ликии симметрии модели: одного.— на хвостовик модели штампа, а другого — на гравюру. Такая методика проведения экспериментов обеспечивает более точное определение температуры по всей линии действия силы P. Экспериментально полученную зависимость температуры от координаты исследуемой точки в дальнейшем используют для решения температурныхх задач, возникающих при объемной горячей штамповке.

С целью снижения утечки тепла с боковой поверхности модели модель прикрывают пластинами из оргстекла. Такой переход обеспечивает стабилизацию температурного режима модели в течение времени экспериментирования, не превышающего 10 с.

При экспериментировании модель в области хвостовика имеет температуру 20 С, а в области гравюры — температуру 80 С.

Формула изобретения

1. Способ определения температуры, заключающийся в том, что оптически активный термоэлемент помещают в контролируемую среду и воздействуют на него источником плоскополяризованного света, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем обеспечения возможности определения температуры в точках по толщине исследуемой модели

1682829 ледуемой точкой по толщине модели, после чего измеряют размер первой интерференционной полосы от точки приложения силы к модели до точки пересечения этой полосы с линией действия силы, при этом используют источник света с постоянной длиной волны после чего находят цену полосы по материала модели из соотношения

i о 2Р

ОО ДС где P — величина силы воздействия индентора на модель; С вЂ” размер первой интерференционной полосы, а искомую температуру определяют по цене

5 полосы с помощью предварительно построенной градуировочной зависимости.

2. Способ по п.1., о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью увеличения информативности, на исследуемую модель воздействуют

10 второй внешней силой по линии действия первой и навстречу ей.

1682829

1682829

),д

gt,o

Фф

1,2

08 д d аУг юг.

Составитель Л.Балянина

Техред M.Ìoðråíòàï Корректор М.Пожо

Редактор С.Пекарь

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 3404 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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