г. Екатеринбург

дистанционно с 15 по 30 апреля 2019 года

 

Участие

  • пленарные заседания
  • участие в секции
  • мастер-классы
  • видеовыступление

Вход на сайт

Поиск




Кравченко А.М. ПРОГРАММНО-АППАРАТНОЕ СРЕДСТВО РЕГИСТРАЦИИ ДЕФОРМАЦИЙ ИЗГИБА ТВЕРДЫХ ТЕЛ

Оцените материал
(0 голосов)

Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище
(военный институт) имени генерала армии В.Ф. Маргелова, г. Рязань

Рассматриваются аспекты реализации информационных технологий в осуществлении мониторинга состояния материальных тел при проведении лабораторных работ и научных исследований в рамках образовательного процесса по инженерным дисциплинам.

Aspects of realization of information technologies in implementation of monitoring of a condition of material bodies at carrying out laboratory works and scientific researches within educational process on engineering disciplines are considered

Существующие методы регистрации линейной деформации (прогиба) твердых тел в условиях учебной лаборатории вуза имеют точность порядка 10-2 градуса. При необходимости выполнения более точных измерений требуется сложная и дорогостоящая техника, что не всегда удовлетворяет исследователей, работающих в области прикладной механики.

Разработанный нами способ регистрации особо малых деформаций твердых тел и устройство для его осуществления отличается высокой точностью (от 10-5 градуса и выше), высокой наглядностью и доступностью оборудования при проведении измерений в условиях вузовской лаборатории и промышленности. Суть способа состоит в визуальной регистрации величины перемещения отражения луча лазера от источника, закрепленного на деформируемом теле, по шкале с ценой деления 0,1мм и меньше, увеличенной с помощью ПЭВМ и соответствующего программного обеспечения до размеров экрана монитора ПЭВМ.

Последовательность действий по реализации данного способа состоит в следующем [1]. На прозрачный материал (пленка) наносится изображение измерительной шкалы с требуемой ценой деления. Величина цены деления зависит от разрешения регистрирующего прибора и печатного устройства. Например, на бытовом лазерном принтере удается изготовить измерительную шкалу с ценой деления до 0,1мм. На профессиональном полиграфическом оборудовании цену деления можно уменьшить до 0,001мм.  Размер самой шкалы должен соответствовать размеру объектива регистрирующего прибора. При использовании в качестве регистрирующего прибора Web-камеры размер шкалы составляет порядка 5мм. В качестве регистрирующего прибора используется устройство для передачи видеоизображения в режиме реального времени на экран монитора ПЭВМ (Web-камера).

В исходном положении на испытуемом твердом теле закрепляют источник лазерного излучения так, чтобы его продольная ось лежала в одной плоскости с плоскостью деформации тела. Измерительную шкалу закрепляют на объективе регистрирующего прибора. Регистрирующий прибор закрепляют неподвижно независимо от деформируемого тела на расстоянии L от источника лазерного излучения. Включают источник лазерного излучения и по экрану монитора ПЭВМ юстируют положение регистрирующего прибора и источника лазерного излучения таким образом, чтобы световое пятно от луча находилось в центральном (нулевом) положении измерительной шкалы.

При проведении регистрации величины деформации поступают следующим образом. К твердому телу прикладывают силу, вызывающую его деформацию (изгиб). При этом световое пятно от луч перемещается от своего первоначального положения на величину H, которая регистрируется визуально по увеличенному изображению измерительной шкалы на экране монитора ПЭВМ.

Зная расстояние L между источником лазерного излучения и объективом регистрирующего прибора с расположенной на нем измерительной шкалой можно рассчитать угол отклонения лазерного луча от нулевого положения α по тригонометрической зависимости

α=arctg(H/L).                                                        (1)

Данная функция легко поддается алгоритмизации и, следовательно, автоматизации выполнения расчетов с помощью средств вычислительной техники.

При необходимости можно увеличить точность измерения угла деформации изгиба α твердого тела следующими методами:

  • уменьшением цены деления измерительной шкалы при одновременном увеличении разрешающей способности регистрирующего прибора (Web-камеры) и размеров изображения шкалы (экрана монитора ПЭВМ, применение проекционного оборудования);
  • увеличением расстояния L от источника лазерного излучения до объектива регистрирующего прибора с расположенной на нем измерительной шкалой.

Выводы: предлагаемый метод измерения величины деформации изгиба твердых тел может быть полезен при проведении учебных занятий, выполнении научных исследований и испытаниях новых материалов в условиях учебных, научных и заводских лабораторий. В настоящее время ожидается получения положительного решения о выдаче патента на изобретение по сути изложенного технического решения и планируется комплекс мероприятий по моделированию влияния параметров СВТ измерительного комплекса на точность измерения других видов деформаций твердых тел.

Литература:

1. http://kam62ru.narod.ru/

2. Измерения в промышленности: справ. изд. В 3-х кн.: Пер. с нем. / Под ред. Профоса П. – М.: Металлургия, 1990.

3. Контрольно-измерительные приборы и инструменты. Учебник для нач. проф. образования / С.А.Зайцев, Д.Д.Грибанов, А.Н.Толстов, Р.В.Меркулов. – М.: Издателсткий центр «Академия»; ПрофОбрИздат, 2002.

4. Гелль П. Как превратить персональный компьютер в измерительный комплекс: Пер. с фр. – 2-е изд., испр. – М.: ДМК Пресс, 2001.

Прочитано 508 раз


Оставить комментарий

Убедитесь, что вы вводите (*) необходимую информацию, где нужно
HTML-коды запрещены

Последние статьи

Самые читаемые ДиСО

Самые рейтинговые ДиСО

Комментарии ДиСО-2018

top