2 Механічний тензометр Гугенбергера
З численних різновидів механічних тензометрів широке застосування при іспитах конструкцій у польових умовах одержав тензометр Гугенбергера.
В основі тензометра Гугенбергера (рис .2) лежить система з двох важелів, що складає збільшення в 1000 разів. Точність приладу 0.001 мм (1 мкм - 1 мікрон), діапазон вимірів без перестановки - 0.05 мм (50 мкм), база приладу - 20 мм. За допомогою подовжувачів розмір бази може бути збільшений до 200 мм. Подовжувач складається з металевої планки, що з'єднується з приладом за допомогою штифта і болта. На подовжувачі є пересувний опорний ніж, що встановлюється на необхідній відстані від рухомої призми тензометра і закріплюється гвинтом. Тензометр прикріплюється до подовжувача під деяким кутом так, що нерухомий ніж самого тензометра виявляється піднятим і не доторкається до поверхні досліджуваного елемента.
де 1 - корпус приладу;
2 - дзеркало;
3 - нерухомий ніж;
4 -повзунок;
5 - важіль 2-го роду (стрілка);
6 - коромисло;
7 - важіль 1-го роду;
8 -шкала;
9 - рухливий ніж;
-
база приладу;
- вимірювана деформація.
Рисунок 2 - Кінематична схема підоймового тензометра Гугенбергера.
Базою приладу в цьому випадку буде відстань між нерухомим ножем подовжувача і рухомим ножем тензометра.
Тензометр вимірює лінійну деформацію волокна на ділянці між ножами. Співвідношення пліч важелів у системі тензометра дасть збільшення обмірюваної величини в 1000 разів, тобто:
(5)
де
-
плечі важелів.
Величина
називається коефіцієнтом збільшення
і є характеристикою тензометра.
Експериментально деформація в окремій точці конструкції за допомогою тензометра визначається за формулою:
,
(6)
де
;
-
відлік по приладу на момент виміру
деформацій;
-
відлік по приладу при нульовому
навантаженні рівній нулю;
- база приладу;
- коефіцієнт збільшення тензометра.
3.Експериментальна частина
Проведення
роботи з виміру деформацій використовують
консольну балку. На балці встановлено
два тензометри Гугенбергера з різними
базами приладів
.
Схема установки для виміру деформацій
приведена на рис. 3.
Рисунок 3 – Схема експериментальної установки для виміру деформацій.
В експерименті використовують консольні балки різної форми. В одному випадку - консольна балка рівного опору, в іншому випадку - консольна балка рівного перерізу, рис.4. Особливістю цих балок є те, що вони мають різні види ліній деформації.
а - балка рівного опору;
б - балка постійного перетину
Рисунок 4 – Консольні балки з різними формами.
Визначення теоретичної деформації в окремій точці конструкції введемо за алгоритмом поданим в таблиці 2
При проведенні експерименту балка навантажується рівномірно ступенями, навантаження встановлюється плавно з подальшою витримкою до 1 хвилини на кожній ступені навантаження. Відлік по приладах Т1 і Т2 заносяться в табл.3.
Таблиця 2 – Визначення теоретичної деформації в окремій точці конструкції
Для балки рівного опору |
Для балки постійного перетину |
|
|
|
|
|
||
Таблиця 3 – Експериментальний вимір відносної деформацій
Номер ступіні навантаження |
Величина навантаження, кН |
Тензометр
|
Тензометр
|
||||||||||
Навантаження |
Розвантаження |
|
Відн.
деф.,
|
Навантаження |
Розвантаження |
|
Відн. деф., |
||||||
Відлік |
Різниця відліку |
Відлік |
Різниця відліку |
Відлік |
Різниця відліку |
Відлік |
Різниця відліку |
||||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,
=
мм
,
=
мм
