Юный техник 1960-08, страница 47

СКОРЕЕ И ЛУЧШЕ

Не зная точно, какие напряжения возникают в работающих деталях, конструкторы вынуждены были делать их с большим запасом прочности. От этого детали получались массивными, на них шло много лишнего металла. Оптическое моделирование позволило облегчить конструкции, выбрать наиболее подходящую форму детали. В этом отношении интересны работы Всесоюзного научно-исследовательского института металлургического машиностроения. Проведенные там исследования одного только типа гидравлического пресса, выпускаемого Ново-Краматорским заводом, позволили значительно облегчить его конструкцию. Правильно выбранная конфигурация позволила увеличить срок службы пресса в 10 раз.

На цветной вкладке можно увидеть одну из деталей гидравлического пресса (рис. внизу справа). Горизонтальные и вертикальные пластины этой детали соединяются валиками. Это наиболее ответственные элементы — через них передаются особенно большие усилия. Цветная картина напряжений в моделях позволила выгодно изменить форму поверхности сопряжения валиков и пластин. Небольшое изменение формы понизило коэффициент концентрации на 20%.

На вкладке показана также плотина Братской ГЭС и модель этого сооружения, которую исследовали в полярископе. Пластмассы с особо высокой оптической чувствительностью позволили наблюдать картину напряжений, возникающих не только под влиянием внешней нагрузки, но и от собственного веса плотины.

Методом поляризационно-оптического изучения напряжений пользуются не только конструкторы машин и строители, но и геологи. В Институте горного дела АН СССР с его помощью определяют наилучшую конфигурацию штреков для каждого случая расположения горных пород. При этом применяются слоистые модели из разномодульных пластмасс, повторяющие чередование пластов. Исследуются и модели крепи. Зная величину давления горных пород на крепь, можно рассчитать ее конструкцию так, чтобы полностью гарантировать безопасность подземных работ.

В наши дни трудно встретить научное учреждение, сотрудники которого не оценили бы во всей полноте преимущества поляризационно-оптического метода. «Цветной сопромат» помогает ускорить проектирование и постройку новых машин и сооружений.

Металлическая полоса с двумя неравными отверстиями растягивается вдоль линии центров. Случай, когда расстояние между отверстиями (перемычка) меньше радиуса малого отверстия, не имел аналитического решения. Поляризационно-оптический метод позволил вывести ряд закономерностей. Оказалось, например, что максимальная концентрация напряжений возникает на контуре малого отверстия и не зависит от его диаметра. Величина ее определяется шириной перемычки.