Сдвигомеры

Деформации сдвига измеряют приборами, которые называют сдвигомерами.

Простейшие способы и приспособления для измерения деформации сдвига.Деформации сдвига можно измерить штангенциркулем. Этот способ прост, но дает низкую степень точности измерения и потому его рекомендуют лишь в том случае, когда абсолютное значение деформации сравнительно велико, например, при испытании деревянных составных балок.

Для измерения сдвига составной деревянной балки в каждый ее элемент вбивают гвозди, и расстояние между ними измеряют штангенциркулем. При загружении конструкции происходит сдвиг элементов составного сечения и тем самым изменяется расстояние между гвоздями, которое заново измеряют. Разность этих двух измерений и есть величина деформации сдвига. Точность измерения деформации этим способом не превышает 0,1 мм.

Для более точного измерения деформации сдвига между отдельными элементами деревянной составной балки можно использовать индикатор 4, который закрепляют на испытываемый элемент (рис. 24). С задней стороны индикатора закреплена металлическая планка 2, которую установочными штифтами 3 и 5 крепят на верхний элемент составной балки. Шток индикатора должен быть параллелен направлению сдвига, а его конец должен упираться в упор 1, который закреплен на нижнем элементе составной балки. Для измерения величины сдвига требуется два отсчета и на шкале индикатора (где — отсчет до загружения балки, — после загружения). Величина сдвига в мм

. (13)

Рисунок 24. Измерения сдвига индикатором

Тензометр - сдвигомер Н. Н. Аистова (рис. 25) представляет собой в основном тензометр Н. Н. Аистова, к которому добавлены некоторые детали.

Рисунок 25. Общий вид тензометра – сдвигомера Н.Н.Аистова

На горизонтальной части основания прибора (рис. 26, а) имеются два отверстия; через них пропущены стержни 2 и 3, одни концы этих стержней крепятся винтами 6 и держателями 4 (рис. 26, в), а другие крепятся на планку (станину) 7. На одном конце планки 7 закреплен опорный конус 1, а на другом — качающийся упор 5, который представляет собой маленькую рамку (рис. 26,б), опирающуюся на испытываемый элемент в двух точках по линии АС. На нижнем конце планки 7 находится прорезь 10 с треугольным поперечным сечением, куда входит треугольный упор 8 рамки 5. В процессе установки прибора рамка 5 надевается на конец станины 7 и укрепляется винтом 9. После установки прибора винт 9 вывинчивается и тем самым рамка освобождается.

Рисунок 26. Схема тензометра – сдвигомера Н.Н.Аистова

На испытываемый элемент прибор опирается в трех точках ( и )(рис. 27) и крепится на нем специальной струбциной, для чего стержень 2 (см. рис. 26) снабжен вырезами. В точке устанавливается призма, длина опирания которой равна 10 мм, в точке — конус, который закреплен на одном конце станины, а в точке — качающаяся рама 5.

Допустим, что необходимо измерить сдвиг между волокнами I-I и II-II испытываемого элемента. На волокно I-I помещают опору ,а на волокно II-II — опоры и . При взаимном сдвиге этих двух волокон опора переместится на в точку или в точку (рис. 27).

Тангенс угла сдвига

. (14)

Линейное перемещение измеряют так же, как при измерении деформаций тензометром Н. Н. Аистова.

Взаимный сдвиг элемента составного сечения определяют по формуле

. (15)

Расстояние (базу) можно менять в пределах от 20 до 50 мм путем перемещения планки 7 (см. рис. 26), при этом точность измерения тангенса угла сдвига меняется в пределах от 0,00005 до 0,00002. На показания прибора деформация волокна II-II, возникающая в пределах линии (см. рис. 27), не влияет, что является достоинством данного прибора. Это объясняется тем, что помещенная в точке опора при продольной деформации волокна поворачивается вокруг оси АС (рис. 26).

Рисунок 27. Расчетная схема тензометра- сдвигомера

Литература:

1. Долидзе Д.Е. Испытание конструкций и сооружений. М., «Высшая школа», 1975г., с.11-50