Способ контроля остаточных механических напряжений в элементах конструкций

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю качества материалов и изделий и может быть использовано при контроле остаточных механических напряжений в плоских протяженных конструкциях из конструкционной стали. Целью изобретения является упрощение и повышение точности контроля остаточных механических напряжений в элементах стальных конструкций за счет автоматической компенсаций колебаний зазора при измерениях. Поставленная цель достигается тем, что при сканировании преобразователем поверхности элемента конструкции величину намагничивающего тока, при котором измеряют информативный об остаточных механических напряжениях параметр, устанавливают с учетом тока, соответствующего индукции насыщения элемента конструкции при каждом новом положении преобразователя, каждый раз обеспечивая равенство напряженностей магнитного поля в контролируемой области. 1 ил. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ш 4 G 01 N 27 80

ВАС" УЛ11АЯ

13 „.,И, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

$53ËÈ l Ей .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4130546/25-28 (22) 27.06.87 (46) 23.07.88. Бюл. № 27 (71) Владимирский политехнический институт (72) Ю. В. Селезнев, Н. Е. Кондратьева, В. С. Катык и В. Т. Кондратьев (53) 620.179.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 340954, кл. G 01 N 27/80, 1972.

Авторское свидетельство СССР № 1305582, кл. G 01 N 27/80, 1985. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ОСТАТОЧНЫХ

МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ЭЛЕМЕНТАХ КОНСТРУКЦИЙ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю качества материалов и изделий и может быть использовано при контроле остаточных механических напря„„SU„„1411653 А 1 жений в плоских протяженных конструкциях из конструкцион ной стали. Целью изобретения является упрощение и повышение точности контроля остаточных механических напряжений в элементах стальных конструкций за счет автоматической компенсаци& колебаний зазора при измерениях. Поставленная цель достигается тем, что при сканировании преобразователем поверхности элемента конструкции величину намагничивающего тока, при котором измеряют информативный об остаточных механических напряжениях параметр, устанавливают с учетом тока, соответствующего индукции насыщения элемента конструкции при каждом новом положении преобразователя, каждый раз обеспечивая равенство напряженностей магнитного поля в контролируемой области.

1 ил.

1411653 (3) н„ + +н„э

W (4) Н41+ Н,бW

30 (5) 4о к(I„w нэ

14s6, Изобретение относится к неразрушающему контролю качества материала и может быть использовано при контроле остаточных ! механических напряжений в плоских протяженных элементах конструкций из конструкционных сталей.

Цель изобретения — упрощение и повышение точности контроля путем автоматической компенсации колебаний зазора при измерениях.

На чертеже показана схема осугцествления способа.

Схема содержит электроиндуктивный преобразователь, состоящий из П-образного сердечника 1, намагничивающей обмотки 2 и измерительной обмотки 3. При контроле преобразователь устанавливается на контролируемый участок элемента 4 конструкции изделия.

Способ осуществляют следующим образом.

Электроиндуктивный преобразователь с

П-образным сердечником 1 вводят во взаимодействие с контролируемым участком элемента 4 конструкции. Для последовательной схемы замещения магнитного кон, тура сумма магнитных напряжений на от дельных участках равна магнитодвижущей силе! ц, — Н пр1пр + Нэк1эк + Н 1к, где Inp,1 «, 4 — длина средней магнитной линии преобразователя, контролируемого элемента конструкции и воздушных зазоров со ответственно;

Й p., Н-, Нк — напряженность магнитного поля в материале преобразователя, элементе конструкции и воздушных промежутках соответственно.

При выполнении сердечника преобразователя из магнитного материала с высокой, магнитной проницаемостью и индукцией насыщения, превышающей индукцию насыщения контролируемого материала, падением магнитного напряжения Н р, р можно пренебречь.

Тогда при сканировании преобразователем элемента 4 конструкции для произвольных значений величины воздушного зазора б; магнитодвижущая сила равна

1, — — Нэк!эк + H5„6„ (z) где 1; — значение тока намагничивания для произвольной величины воздушного зазора 6;.

При первоначальном положении преобразователя, которому соответствует некоторый начальный воздушный зазор 6I, намагничивают контролируемый участок элемента 4 конструкции и измеряют ЭДС измерительной обмотки 3 и токи намагничивания в режиме насыщения (e ; Is,) и при фиксированном значении напряженности магнитного поля (11 I i) .

При последующих положениях преобразователя из условия обеспечения постоянной величины напряженности магнитного поля в элементе 4 конструкции независимо от величины воздушного зазора

1H-; = const) имеем:

1;ээ4 — Нцб; = I i — Н а, бь (2)

Отсюда величина тока намагничивания

1О при произвольном положении преобразователя равна 1,=1, + (— " б,— — " 6,) =

=1 + (— i,— — б ).

В, В

Д4ъу ф,м/

Для устранения неоднозначности между величиной воздушного зазора и током намагничивания при каждом новом положении преобразователя намагничивают элемент 4 конструкции до насыщения и измеряют величину намагничивающего тока 1,. Для на L чального и последующего положений эти то25 ки будут из (1) соответственно равны

Выразив из (4) и (5) величины 6i и б; и подставив в (3) получим:

Учитывая что индукция насыщения не чувствительна к механическим напряжениям, т.е. Bs; = Bs, = В„и что в случае отсутствия остаточных механических напряжений в элементе 4 конструкции информативный параметр будет постоянным, т.е.

В; = Вь выражение для величины намагничивающего тока, при котором обеспечивается постоянство магнитного поля в элементе 4 конструкции независимо от величины воздушного зазора между последним и преобразователем будет иметь вид:

= 11+ (.Т4 1,)- (6)

В, 55 в

Так как ЭДС измерительной обмотки 3 преобразователя пропорционально скорости

1411653

Формула изобретения

25 I; = I + (I,. — 1в,)

Ii

Составитель И. Кесоян

Редактор А. Ворович Техред И. Верес Корректор В. Гирняк

Заказ 3648/40 Тираж 847 Подписное

BHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 изменения магнитной индукции, то выражение (6) может быть записано в следующем виде:

1 =11+ а (-4(5,). ов

Пропускают по намагничивающей обмотке 2 ток 1;, измеряют ЭДС измерительной обмотки 3 преобразователя и по величине последнего путем сравнения с ранее построенной корреляционной зависимостью определяют остаточные механические напряжения.

Полученное выражение устанавливает связь между током намагничивания при некотором i-м положении преобразователя и величинами, фиксируемыми при начальном положении.

Изобретение позволяет реализовать системы автоматического учета колебаний воздушного зазора при организации канала обратной связи, регулирующего ток намагничивания в соответствии с последним выражением.

Способ контроля остаточных механических напряжений в элементах конструкций, заключающийся в том, что преобразователь вводят во взаимодействие с контролируемым участком конструкции, производят многократное поочередное намагничивание изделия до насыщения и фиксированного значения напряженности магнитного поля, измеряют при этом соответствующие ЭДС преобразователя 1, и l; и по величине последних с помощью заранее получен fblx корреляционных зависимостей определяют значение остаточных механических напряжений, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности контроля, при первом измерении ЭДС преобразователя в режиме насыщения !з, и при фиксированном значении напряженности магнитного поля ! измеряют также и соответствующие токи 1в, и 11, при последующих положениях преобразователя измеряют текущие значения токов намагничивания в режиме насыщения 1, и величину намагничивающего тока 1; для создания фиксированного значения напряженности магнитного поля при произвольном положении преобразователя определяют из выражения: