Дорошенко П.А. Технология производства судовых энергетических установок. Страница 306
По второму способу крутящий момент М, H • м, по измеренному значению деформации закручивания у, рад, рассчитывается по известной из сопротивления материалов формуле
где G — модуль упругости при сдвиге, Па; Jp — полярный момент инерции сечения вала, м4; L — длина участка вала, на котором измеряется деформация закручивания, м.
Для вычисления крутящего момента по приведенной формуле нельзя использовать значение модуля сдвига G, взятое из справочника, ввиду недостаточной точности приводимых в них данных. Модуль упругости находят для каждого вала, используя зависимость скорости v, м/с, распространения ультразвуковых волн сдвига в стали от ее модуля упругости G, Па, и плотности р, кг/м3 : V= у/G/р. Из этой формулы G=v2p.
Скорость распространения ультразвуковых сдвиговых колебаний определяется как отношение длины пути ультразвукового импульса в материале вала ко времени прохождения пути. Время прохождения импульса измеряют с помощью ультразвуковой установки, в которой используются отечественные ультразвуковой анализатор скорости типа УЗАС-7 и генератор типа ПГК-1ВМ. Рабочий диапазон частот принят 1—3 МГц. В качестве пьезоэлектрических преобразователей, служащих для излучения и приема ультразвуковых импульсов поперечных волн, применяют кварцевые пластинки или пластинки из титаната бария.
На рис. 6.24 пояснена схема измерений. Пластина 1 излучает импульс ультразвуковых колебаний, а пластина 2 принимает импульс, прошедший по показанной на рисунке траектории квадрата. Кварцевые пластинки закрепляют на стальной призме, а пластинки из титаната бария — на призме из оргстекла. Призму 3 устанавливают на вал 4.
При измерениях на полом валу, когда отношение диаметра отверстия к диаметру вала более 0,7, импульс направляют по траектории шестиугольника.
