Устройство для определения усталостной прочности объекта

 

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.