Устройство для определения усталостной прочности объекта

Устройство для определения усталостной прочности объекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ ОБЪЕКТА, содержащее датчик деформации, предназначенный для установки на объекте, усилитель , вход которого соединен с датчиком деформации, анализатор амплитуд , один вход которого соединен с выходом усилителя, счетчик,вход которого соединен с выходом анализатора амплитуд, и блок формирования выходного сигнала, соединенный с выходом , счетчика, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности определения предельно допустимого состояния объекта, оно снабжено датчиком температуры, предна (Я значенным для установки на объекте, блоком формирования допустимых значений деформации с двумя выходами, вход которого соединен с датчиком температуры, и блоком сравнения, один вход которого соединен с выходом усилителя, другой - с пер вым выходом блока формирования до00 пустимых значений деформации, а выход - с блоком формирования выходного сигнала, второй выход блока, со ;& формирования допустимьк значений деформации соединен с вторым входом анализатора амплитуд„

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„116879

4 С 01 В 7/18 ( ь

5 «!

1 Ъ ° ..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3610189/25-28 (22) 28.06.83 (46) 23.07.85. Бюл. № 27 (72) А.З. Миркин, В.В. Усиньш, Г.M. Грошев, А.Д. Тихонов, Т.В. Калмыкова, В.И. Куксинский и Б.И. Юдицкий (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и Производственное объединение 1Союзоргэнергогаз" (53) 531.781.2(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ .805060, кл. С 01 В 7/16, 1977.

2, Вильперт К. И., Воронков В.А.

Дайчик M.Ë. Приборы для статических исследований напряжений, усилий и деформаций. — Сб. "Методы и приборы тензометрии", вып. 3. М., ГосИНТИ, 1964, с. 55-60, фиг. 2 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ ОБЪЕКТА, содержащее датчик деформации, предназначенный для установки на объекте, усилитель, вход которого соединен с датчиком деформации, анализатор амплитуд,один вход которого соединен с с выходом усилителя, счетчик, вход которого соединен с выходом анализатора амплитуд, и блок формирования выходного сигнала, соединенный с выходом счетчика, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности определения предельно допуР стимого состояния объекта, оно снаб- З жено датчиком температуры, предказначенным для установки на объекте, 1бФ блоком формирования допустимых значений деформации с двумя выходами, вход которого соединен с датчиком температуры, и блоком сравнения, один вход которого соединен с выходом усилителя, другой — с перЬаМ вым выходом блока формирования до- Я 1 пустимых значений деформации, а вы- QQ . ход — с блоком формирования выходного сигнала, второй выход блока. 1;Д} формирования допустимых значений ф деформации соединен с вторым входом анализатора амплитуд.

1168799

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения интегральных значений накопленной усталости элементов конструкции объекта, и может быть использовано для оценки усталостной прочности объектов, работающих в условиях воздействия случайных циклически изменяющихся механических нагрузок и температур, например магистральных трубопроводов.

Известно устройство для определения усталостной прочности объекта, содержащее датчик интенсивности нагружения объекта, анализатор размахов сигнала датчика, вход которого соединен с выходом датчика, и счетчик числа циклов нагружения $1 j.

Однако устройство не обеспечивает требуемой точности определения предельно допустимого из условия усталостной прочности состояния объекта, так как при этом не учитывается тот факт, что предел прочности материала элементов конструкции объекта, в частности предел текучести, существенно изменяется с температурой, Поэтому часть циклов нагружения, при которых фактически нагрузка объекта превышает допустимую, таким устройством. может быть пропущена, что приводит к погрешности в определении усталостной прочности объекта и er"o предельно допустимого состояния. 35

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для определения усталостной прочности объекта, содержащее датчик деформа- 40 ции, предназначенный для установки на объекте, усилитель, вход которого соединен с датчиком деформации, анализатор амплитуд, один вход которого соединен с выходом усилите- 45 ля, электронный счетчик, вход которого соединен с выходом анализатора амплитуд, и блок формирования выходного сигнала, выполненный в виде электромеханического счетчика, с 50 индикацией результата на табло (Z j.

Однако известное устройство не учитывает влияния на тянущую уста1 лостную прочность объекта температуры, в связи с чем оно не обеспечи- 55 вает требуемой точности определенияпредельно допустимого состояния объекта.

Цель изобретения — повышение точности определения предельно допустимого состояния объекта.

Эта цель достигается тем, что устройство для определения усталостной прочности объекта, содержащее датчик деформации, предназначенный для установки на объекте, усилитель, вход которого соединен с датчиком деформации, анализатор амплитуд, один вход которого соединен с выходом усилителя, счетчик, вход которого соединен с выходом анализатора амплитуд, и блок формирования выходного сигнала, соединенный с выходом счетчика, снабжено датчиком температуры, предназначенным для установки на объекте,блоком формирования допустимых значений деформации с двумя выходами, вход которого соединен с датчиком темпера-. туры, и блоком сравнения, один вход которого соединен с выходом усилителя, другой — с первым выходом блока формирования допустимых значений деформации, а выход — с блоком формирования выходного сигнала, второй выход блока формирования допустимых значений деформации соединен с вторым входом анализатора амплитуд., На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит датчики деформации 1и температуры Z,предназначенные для установки на объекте, усилитель 3, вход которого соединен с выходом датчика 1 деформаций, блок 4 формирования допустимых значений деформации с двумя выходами, вход которого соединен с выходом датчика температуры, анализатор 5 амплитуд деформации, один вход которого соединен с выходом усилителя 3, а другой — с выходом блока 4 формирования допустимых значений деформации, блок

6 сравнения, один вход которого соединен с выходом усилителя 3, а другой — с другим выходом блока 4 формирования предельно допустимых значений деформации, счетчик 7 числа циклов нагружения, вход которого соединен с выходом анализатора 5 амплитуд деформации, и блок 8 формирования выходного сигнала, выполненный в виде логической схемы с индикацией результата на табло и выдачей сигнала в контур системы управления объектом, один вход кото1168799

Составитель Н. Тимошенко

Редактор О. Бугир Техред С.Мигунова

Корректор M.Ðaýìàí

Заказ 4606/35 Тираж 651

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 рого соединен с выходом блока 6 сравнения, а другой — с выходом счетчика

7 числа циклов нагружения.

Устройство работает следующим образом. 5

Датчики деформации 1 и температуры 2 устанавливаются на объекте, работающем в условиях воздействия циклически изменяющихся случайных нагрузок и температур, до начала 10 нагружения этого объекта. Уровень сигнала датчика 1 деформаций в момент отсутствия нагрузки принимается за исходный уровень, относительно которого производится измерение и 15 анализ амплитуды, При нагружении объекта сигнал с датчика 1 деформаций усиливается усилителем 3. Одновременно сигнал с датчика 2 температуры поступает в 20 блок 4 формирования допустимых значений деформации, где с учетом значения измеренной температуры формируется два предельно допустимых . значения деформации, однозначно свя- 25 занные с температурой, одно значение является предельно допустимым из условия статической прочности объекта при заданной температуре и поступает из блока 4 в блок 6 сравнения, à 30 другое — предельно допустимым из условия усталостной прочности того же объекта и является порогом чувствительности для установления факта необходимостиучета очередного цик— ла нагружения, для чего это значение поступает на один из входов анализатора 5 амплитуд деформации. В анализаторе 5 амплитуд деформаций опорное предельно допустимое значе- 40 ние деформации сравнивается с фактически действующим, информация о котором поступает с выхода усилителя

3 на другой вход анализатора 5. В случае превышения значения фактичес- 1 кой деформации опорной на выходе анализатора 5 появляется импульсный сигнал, который поступает в счетчик

7 числа циклов нагружения и увеличивает содержимое счетчика 7 на единицу

Одновременно со сравнением опорного и фактического значений деформации в анализаторе 5 амплитуд происходит сравнение другого предельно допустимого значения деформации с фактическим в блоке 6 сравнения, для чего сигнал с усилителя 3 поступает на другой вход этого блока,В случае превышения значения фактической деформации предельно допустимого из условия статической прочности, на выходе блока 6 сравнения появляется сигнал аварийного состояния объекта, который проходит на вход блока 8 формирования выходного сигнала, отображается на табло и одновременно инициирует прохождение соответствующей команды на снижение или отключение нагрузки в контур системы управления объектом.

Такой же сигнал аварийного состояния объекта появляется на выходе счетчика 7 при достижении предельно допустимого числа циклов нагружения объекта. Этот сигнал также поступает на вход блока 8 формирования выходного сигнала и вырабатывает команду на снижение или отключение Нагрузки.

Использование предлагаемого устройства для определения усталостной прочности таких объектов, как магистральные трубопроводы, резервуары для хранения жидкости или газа, металлоконструкции зданий и сооружений и т.п., позволяет своевременно определять предельно допустимое состояние объек- . та и предотвращать его аварийное разрушение, а также объективно назначать сроки планово-предупредительных ремонтов, что уменьшает плановые и вынужденные, простои дорогостоящих объектов и дает существенный экономический эффект.