izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2022-2-34-43izmertech-1541Research ArticleМЕХАНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯMECHANICAL MEASUREMENTSПервичная референтная методика измерений деформации поверхности упругодеформированной балкиPrimary reference methodology (method) of measurements the surface deformation of an elastically deformed beamhttps://orcid.org/0000-0001-5319-4636ТрибушевскаяЛ. А.TribushevskayaL. A.

Лидия Александровна Трибушевская

Екатеринбург

Lidiya A. Tribushevskaya

Ekaterinburg

form233@uniim.ruШимолинЮ. Р.ShimolinY. R.

Юрий Романович Шимолин

Екатеринбург

Yuriy R. Shimolin 

Ekaterinburg

Уральский научно-исследовательский институт метрологии – филиал ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева»РоссияUNIIM – Affiliated Branch of the D. I. Mendeleev Institute for MetrologyRussian Federation202221042023023443Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1541

Изучена проблема прослеживаемости механической относительной деформации. Показана актуальность разработки методики измерения механической деформации для получения результатов измерений без сравнения с эталоном единицы величины того же рода. Разработана государственная первичная референтная методика измерений деформации поверхности упругодеформированной балки прямоугольного постоянного сечения, нагружаемой по схеме чистого изгиба, а также оборудование для реализации методики. Изложена процедура установления методических параметров (изменения температуры окружающего воздуха при измерении, первоначальной неплоскостности балки, непараллельности граней балки и др.) в ходе разработки государственной первичной референтной методики измерений. Описан порядок оценки неопределённостей измерений деформации с указанием выявленных источников неопределённости и их вклада в суммарную неопределённость результатов измерений. Рассчитаны метрологические характеристики методики измерений. Данная методика будет полезна при определении характеристик референтных и рабочих методик измерений деформации поверхности упругодеформированной балки прямоугольного постоянного сечения, нагружаемой по схеме чистого изгиба.

The problem of non-traceability of the measurement results of relative strain to the state measurement standards of units of magnitudes is considered. The peculiarities of strain measurements are revealed: the dependence of measurement results on measurement conditions. The measurement method and equipment for the implementation of the state primary reference methodology (method) of measurements the surface deformation of an elastically deformed rectangular constant section beam loaded according to the pure bending scheme are described. The procedure for establishing methodological parameters (changes in ambient temperature during measurement, initial flatness of the beam, non-parallelism of the beam faces, etc.) during the development of the state primary reference methodology (method) of measurements is outlined. An algorithm for estimation of measurement uncertainty of strain with indication of the identifi ed sources of uncertainty and their contribution to the total uncertainty of the measurement results is described. The metrological characteristics of the measurement methodology (method) are calculated. This technique will be useful in determining the characteristics of reference and working measurement techniques for the surface strain of an elastically deformed beam of constant rectangular cross-section loaded according to the pure bending scheme.

деформациячистый изгибпервичная референтная методика измеренийstrainpure bendingprimary reference methodology (method) of measurementsReferencesСерьёзнов А. Н., Кузнецов А. Б., Лукьянов А. В., Брагин А. А. Применение оптоволоконных технологий при создании встроенных систем самодиагностики авиационных конструкций // Системы анализа и обработки данных. 2016. № 3 (64). С. 95–105. https://doi.org/10.17212/1814-1196-2016-3-95-105Seryoznov A. N., Kuznetsov А. B., Luk’yanov A. V., Bragin A. A., Analysis And Data Processing Systems, vol. 64, no. 3, 2016, pp. 95– 105. https://doi.org/10.17212/1814-1196-2016-3-95-105 (In Russ.)Ярославцев В. М., Ярославцева Н. А. Способ исследования больших пластических деформаций // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2016. № 4 (109). С. 71–80. https://doi.org/10.18698/0236-3941-2016-4-71-80Yaroslavtsev V. M., Yaroslavtseva N. A. Herald of the Bauman Moscow State Tech. Univ., Mech. Eng., 2016, no. 4, pp. 71–80. https://doi.org/10.18698/0236-3941-2016-4-71-80 (In Russ.)Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х томах. Т. 1 / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение. 1986. 656 с.Handbook of the mechanical engineer technologist, in 2 vol., vol. 1, ed. A. G. Kosilova, R. K. Meshcheryakov, 4-th edition, revised, and expanded, Moscow, Machine Engineering Publ., 1985, 656 p. (In Russ.)Волков И. В., Вышинский В. В., Кисловский А. О. Теоретические основы метода спекл-голографии в экспериментальной механике // Труды МФТИ. 2017. № 2 (34). С. 13–22.Volkov I. V., Vyshinsky V. V., Kislovskiy A. O., Theoretical bases of the speckle-holography method in experimental mechanics, Proceedings of MIPT, 2017, no. 2 (34), pp. 13–22. (In Russ.)Чернышев Г. Н., Попов А. Л., Козинцев В. М. Полезные и опасные остаточные напряжения // Природа. 2002. № 10. С. 17–24.Chernyshev G. N., Popov A. L., Kozintsev V. M., Poleznye i opasnye ostatochnye napryazheniya, Priroda, 2002, no. 10, pp. 17– 24. (In Russ.)Буркин С. П., Шимов Г. В., Андрюкова Е. А. Остаточные напряжения в металлопродукции: учебное пособие. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2015. 248 с.Burkin S. P., Shimov G. V., Andryukova E. A., Residual Stresses in Metal Products, Tutorial, Ekaterinburg, Ural. Un. Publ., 2015, 248 p. (In Russ.)Композиционные материалы: В 8-ми т. пер. с англ. / Под ред. Л. Браутмана и Р. Крока. Т. 7. Анализ и проектирование конструкций. Часть 1 / Под ред. К. Чамиса. М.: Машиностроение, 1978. 300 с.Composite Materials, vol. 7, Analysis and Design of Structures, part 1, ed. by C. C. Chamis, New York, Acad. press, 1975, 345 p.Whelan M. P., Albrecht D., Hack E., Patterson E. A., Strain, 2008, vol. 44, iss. 2, pp. 180–190. https://doi.org/10.1111/j.1475-1305.2007.00364.xWhelan M. P., Albrecht D., Hack E., Patterson E. A., Strain, 2008, vol. 44, iss. 2, pp. 180–190. https://doi.org/10.1111/j.1475-1305.2007.00364.xПат. № RU 2526787C2 / В. В. Митрофанов // Изобретения. Полезные модели. 2014. № 24.Mitrofanov V. V., RF Patent no. RU2526787C2, Byull. Izobret., no. 24 (2014).Пат. № RU 2621462C1 / В. В. Митрофанов, Ю. Р. Шимолин // Изобретения. Полезные модели. 2017. № 16.Mitrofanov V. V., Shimolin Y. R, RF Patent no. RU2621462C1, Byull. Izobret., no. 16 (2017).Тимошенко С. П. Сопротивление материалов. Т. 1. М.: Наука, 1965. 364 стр.Timoshenko S. P., Resistance of Materials, vol. 1, Moscow, Nauka Publ., 1965, 364 p. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.