Способ определения напряжений в элементах металлоконструкций

Способ определения напряжений в элементах металлоконструкций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерения напряжений в элементах сложного профиля металлоконструкций из ферромагнитных материалов. На исследуемый элемент 1 конструкции устанавливают магнитотензометрический преобразователь 2. В намагничивающую обмотку 4 от источника 7 подают переменный ток фиксированной амплитуды I<SB POS="POST">M1</SB>. Нагружающим приспособлением 10 создают добавочные напряжения Δσ, соосные с искомым напряжением σ<SB POS="POST">х</SB>, величину которых контролируют с помощью тензорезистора 6, подключенного к измерителю 9 деформации. При этом вольтметром 8 измеряют изменение напряжения ΔU, ИНДУЦИРУЕМОГО В ОБМОТКЕ 5. ПУТЕМ ДЕЛЕНИЯ ΔU НА Δσ находят результат основного измерения - величину отношения @ Снимают добавочную нагрузку, создающую Δσ. Увеличивают амплитуду тока I<SB POS="POST">M</SB> в обмотке 4, не менее чем в 4-6 раз по сравнению с основным измерением, аналогично создают дополнительные напряжения Δσ, соосные с σ<SB POS="POST">X</SB>, но повторяют измерения ΔU И Δσ и определяют их отношение @ . По величине этого отношения выбирают рабочий градуированный график. Сравнивая результат основного измерения @ с этим графиком, определяют величину σ<SB POS="POST">х</SB>. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„з0„; дщ76 (5П5 01 1 1/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHAM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4444936/24-10 (22) 20,06, 88 (46) 07,10,90.Бюл, N 37 (7i) Институт физики металлов Уральского отделения АН СССР и Проектный и научно-исследовательский институт

"Уральский Промстройниипроект" (72) Т.Х,Бикташев, Г,И,Деордиев и Н,И,Шакшин (53) 531, 781 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 372465, кл. G 01 L 1/12, 1973, Авторское свидетельство СССР № 1401295, кл. G 01 L 1/12, 09,04.,86. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ

В ЭЛЕМЕНТАХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ (57) Изобретение относится к измери-1 тельной технике и позволяет повысить точность измерения напряжений в элементах сложного профиля металлоконструкций из ферромагнитных материалов, На исследуемый элемент 1 конструк. ции устанавливают магнитотензометрический преобразователь 2, В намагничивающую обмотку 4 -от источника 7

I подают переменный ток фиксированнои, амплитуды I,,. .Нагружающим приспособ2 лением 10 создают добавочные напряжения а&, соосные с исконным напряжением 6, величину которых контролируют с помощью тензорезистора 6, подключенного к измерителю 9 деформации, При этом вольтметром 8 измеряют изменение напряжения ДП, инд фируемого в обмотке 5. Путем деления dU на д6 находят результат основного измерения - величину отношения

aÏ1 6 6»

Снимают добавочную

ab 1П„-Н, нагрузку, создающую 86, Увеличивают амплитуду тока I в обмотке 4, не менее чем в 4-6 раз по сравнению с основным измерением, аналогично созда" Я ют дополнительные напряжения 86, соосяме с 6», яо ловторяют изме- (Д рения dU и д5 и определяют их отdU 6-Ь„ ношение - 4 По величине ез 3 Со э то го о тнош ения выбир ают р або чий градуировочный график. Сравнивая результат основного измерения

dU g.6 с этим графиком, определяют величину &„. 2 ил.

159 76 12

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в строительстве и машиностроении дпя неразрушающего определения напряжений в элементах металлоконструкции. из ферромагнитных материалов, возникших от приложенных нагрузок, а также остаточных напряжений, появившихся в процессе изготовления, Цель изобретения - повышение точности измерения напряжений в элементах сложного профиля, На фи r. 1 схематично по каэ ано уст- 15 ройство для реализации предлагаемого способа; на фиг,2 - экспериментальные зависимости величины отнолБ шения — — выходных сигналов магниdb 20 тотензо метрического преобразователя от от уровня действующих напряжений, Устройство для реализации способа (фиг. 1) устанавливается на исследуемый элемент 1 конструкции и 25 содержит магнитотензометрический пре-образователь 2, выполненный в виде

П-образного магнитопровода 3 с обмоткой 4 возбуждения и измерительной обмоткой 5, и тензореэистора 6> уста- 30 новленного между полюсами магнитопровода 3, регулируемый источник 7 переменного намагничивающего тока, вольтметр 8, измеритель 9 деформации и пагружающее приспособление 10, 35

Способ осуществляется следующим образом.

В измерительную позицию на участок исследуемого элемента 1 с искомыми напряжениями g устанавливают магии- 40 х тотензометрический преобразователь 2, в обмотку 4 которого от источника 7 подают переменный ток фиксированной плитуды I обеспечивающий намаг"

1 ничивание материала элемента 1 в зо- 45 не между полюсами П-образного магни— топровода 3 переменным полем, амплитуда Н,„ которого порядка коэрцитивной силы Н данного материала, Нагру" жающим приспособлением 10 (например, . 50 струбциной) создают на этом участке сооаные с б„добавочные напряжения, дб, величину которых контролируют с помощью тензорезистора 6, подключенного к входу измерителя 9 деформации. 55

При этом с помощью вольтметра 8 измеряют величину QU - изменение индуцируемого в обмотке 5 напряжения, прямо пропорциональное изменению ДВ магнитной индукции в результате изменения уровня действующих напряжений

Ь„на величину gg. Путем деления LIU на gg находят результат основного измеренияия - величину о тнош ения

dU 6 6

lib H Н чувствительную к уровню напряжений

Ь, и устраняют добавочную нагрузку, х создающую д&, Затем, не изменяя местоположение преобразователя 2 на элементе 1, увеличивают амплитуду тока в обмотке 4 в 4-6 раз .по срав нению с основным измерением, В результате этого в зоне между полюсами магнитопровода 3 создается намагничивающее поле с амплитудой Н, при котором характеристика U л а магнитоупругого эффекта не должна зависеть от 6„- она определяется только магнитоупругими свойствами материала, из которого выполнен элемент 1, Приспособлением 10 повторно осуществляют контролируемое нагружение элемента 1, проводя измерение д с помощью измерителя 9 деформации и измерение dU с помощью вольтмет— ра 8, и находят результат вспомогательного измерения — величину отнод11 1 р = Д» шенин — — — после че го устд р Н 74H у раняют добавочную нагрузку, По

ЛП1 Ь-Ьх выбирают рабочий градуи Н „, »с ровочный график иэ числа графиков колоколообразной зависимости

4Ц1 от &, заранее получен4Ь1Н Н ных на образцах различных конструкционных сталей (фиг.2, кривые 4 - 6).

Дл этого исходя из эмпирической 8U 16=6„4U 16 =0 связи между ††-1 " и †-Ъ

46 1Н,„ 7 4Нс Л6 Ъ„,,Н, П1 = х для данного материала по — -1, дЬ 1,„ 4Н. dU1 6 =0 оценивают величину - отдб Н, Н вечающую максимуму искомого градуироночного графика для конкретного типа материала, из которого выполнен . исследуемый элемент в месте определения 5 и находят по этой оценке соответствующий градуировочный график, Сравнивая результат основного измерения с этим графиком, определяют величину Ьх

5 15

H а фи r, 2 пр и ведены э кс пе ри мент гл ьные графики, полученные на трех образцах типичных конструкционных сталей при амплитуде Н намагничиваю1 щего поля порядка коэрцитивной силы сталей (10 А/см) и при амплитуде

Н,, увеличенной в 5 раз (50 А/см) по сравнению с Н, Измерения прово1M дились на частоте 110 Гц, на одном и том же участке в центральной части образцов - на базе 30х30 мм, Графики 1 и 2 - для образцов N- 1 и № 2 (сталь 3 двух разных плавок), график 3 - для образца № 3 (сталь 14Г2), все при Н = 10 А/см; графики 4 и

5 - для образцов ¹- 1 и ¹ 2, график

6 - для образца № 3, все при Н „„ 50 А/см, Поскольку значения

DU

zh на графиках 4 - 6 практически не з ависят от 6 и при произ вольном 6 однозначно связаны с величи.дИЬ= 0 ной — -- Н, для данного конкретного материала, то эта эмпирическая связь позволяет выбрать подходящий градуировочный график из числа колоколообразных графиков 1

dU 16= 0

3 по оценке величины — — ( дЬ (Н„;- 10 А/см путем сопоставления измеренного зна97612 б

И = к чения дй Н = 50 А/см с графиками

4 "6, 5

Формула изобретения

Способ определения напряжений в элементах металлоконструкций, заключающийся в том, что на одном и том же участке исследуемого элемента конструкции проводят основное и вспомогательное измерения магнитоупругой чувствительности, каждое из которых выполняют при однократном контролируемом изменении напряженного состояния этого элемента с одновременным его намагничиванием переменным полем фиксированной амплитуды, выбирают рабочий градуировочный график по результату вспомогатель20 ного измерения и судят о величине искомых напряжений по результатам основного измерения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыщения точности измерения напряжений в

25 элементах сложного профиля, однократное контролируемое изменения налряженного состояния производят вдоль линии действия искомых напряжений, а амплитуду намагничивающего поля

30 при вспомогательном измерении увеличивают в 4-6 раз по сравнению с основным измерением, аа - а -та -хо о ха та 7 о 00 б, ИПа

Фаг.2.