Механическое напряжения и методы его измерения

Механическое напряжение. Под механическим напряжением понимается возникающая при деформации тела упругая сила, приходящаяся на единицу площади его сечения. Достаточно большое число деформаций сводится к растяжению (сжатию). При растяжении тела напряжение считается положительным, а при сжатии - отрицательным. Мерой растяжения (сжатия) тел считается величина , называемая относительной продольной деформацией:

Рис. 1. Механическое напряжение

Она показывает относительное изменение длины тела, вызванное нагрузкой (рис. 1). Напряжение при упругой продольной деформации, согласно закону Гука пропорционально . Поэтому используется и в качестве меры напряжения тела, единица которой называется стрейн (strain). Один стрейн - это напряжение, вызывающее растяжение , равное длине тела L. Разрыв твердых тел наступает при деформациях, значительно меньше одного стрейна. Поэтому напряжения твердых тел обычно выражают в микрострейнах или в миллистрейнах .

Напряжения тел измеряются тензометрами.Они могут быть электрическими, вибрационными, волоконно-оптическими. Ограничений на тип тензометров, используемых в системах оценки мореходности, не накладывается. Главное, чтобы они имели характеристики, соответствующие целям решаемых СОМ задач, и были пригодны для эксплуатации в морских условиях.

Измерители напряжений элементов судового корпуса должны иметь точность не хуже 5 (микрострейнов) и быть способными работать в частотном диапазоне 0-5 Гц.

Погрешности этих приборов, вызванные суточным изменением температур окружающей среды и груза, подлежат корректировке. Рекомендуется, чтобы датчики деформаций, вызываемых общим продольным изгибом судна, имели длинную основу с целью уменьшения влияния локальных эффектов на результаты измерений.

Силы давления воды на обшивку корпуса судна в разных его местах измеряют с помощью специальных приборов. Они могут показывать давление в разных единицах измерений: в ньютонах на квадратный метр ( ), в миллибарах , в технических атмосферах (1 ).