ЛАБОРАТОРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ПРОЧНОСТИ в судостроении
Лабораторные испытания прочности в судостроении — экспериментальное исследование поведения корпуса и его элементов на образцах, моделях и опытных конструкциях с имитацией реальных нагрузок, нагрева и коррозии: прессы, пульсаторы, барокамеры, поляризационные установки, тензорезисторы, датчики перемещений и многоканальные измерительные комплексы.
Лабораторные испытания прочности в судостроении — экспериментальное исследование поведения корпуса судна и его элементов на образцах, масштабных моделях и опытных конструкциях с имитацией воздействия реальных внешних нагрузок, нагрева, коррозии и др.
Цели испытаний: исследовать напряжения и деформации конструкций, определить запасы прочности при кратковременных (например, ударных), длительных и циклических нагрузках, изучить характер разрушения под действием экстремальных внешних сил, разработать методики и измерительную аппаратуру для лабораторных и натурных испытаний, проверить расчётные зависимости и теоретические гипотезы и найти оптимальные конструктивно-технологические решения.
Создание нагрузок. Сосредоточенные и распределённые усилия создают прессами, разрывными машинами, копрами, машинами для изгиба, сдвига и др. Повышенное давление на оболочки и объёмные конструкции создают в специальных камерах. Малые модели при небольшом внешнем давлении испытывают, откачивая воздух из их внутренних объёмов. Действие подводных и воздушных ударных волн изучают в специальных бассейнах и взрывных камерах. При циклических нагрузках применяют пульсаторы, имитирующие изгиб, растяжение-сжатие или сдвиг, и вибростенды. Конструкции сложной формы, расчёт которых приближённый, испытывают в поляризационных установках на моделях из специальных прозрачных материалов.
Измерения. Усилия, давления, линейные деформации, прогибы, углы поворота сечений, скорости и ускорения измеряют простыми механическими приборами, а также приборами на электрических методах измерений, которые обладают лучшими метрологическими характеристиками. Для тензометрирования в упругой и пластической зонах используют проволочные, фольговые или полупроводниковые тензорезисторы с измерительными блоками, которые регистрируют как статические, так и динамические деформации с частотами изменения до десятков килогерц. Специально изготовленные тензорезисторы позволяют измерять относительные деформации до 15—20 %. Для малых деформаций применяют полупроводниковые тензорезисторы, гораздо чувствительнее проволочных и фольговых. Малобазные тензорезисторы с чувствительным элементом порядка 1 × 1 мм позволяют изучать напряжённое состояние в зонах концентрации напряжений и проводить эксперименты с малыми моделями.
Прогибы, сдвиги и перемещения при статических нагрузках измеряют индикаторами часового типа (мессурами), движками или датчиками перемещений (прогибомерами) с электрическими чувствительными элементами, а при динамических — низкочастотными вибрографами, индукционными, реохордными, ёмкостными и другими датчиками или акселерометрами; последние широко применяют для измерения перемещений и упругих волн при ударных нагрузках. При динамических нагрузках, ведущих к большим деформациям или разрушению, используют скоростную (обычную или стереоскопическую) кино- или фотосъёмку. Внешние силы измеряют стрелочными манометрами, динамометрами, месдозами, датчиками давления. В последние годы в таких испытаниях применяют универсальные многоканальные измерительно-информационные комплексы с датчиками разных величин, ЭВМ с блоками памяти и устройствами вывода и отображения информации.