Способ контроля напряженно-деформированного состояния объекта

 

Изобретение относится к способам неразрушающего контроля конструкций и может быть использовано дня оперативной ди агностики напряженно-деформирован мог о состояния в процессе эксплуатации. Ноль изобретения - повышение достоверности контроля. Для этого как в процессе первого, так и второго циклов эксплуатационного нагружения объекта измеряют нагрузки и распределение деформаций в объекте, по результатам измерений в процессе первого цикла устанавливают зависимость деформаций в объекте от характерных независимых нагрузок, а по результатам измерений в процессе второго цикла осуществляют оценку точности определения напряженнодеформированного состояния объекта по результатам измерений характерных нагрузок в процессе последующей эксплуатации объекта. 1 ил. XJitA JJ днш

ГОЮЗ СОВЕТГКИХ

СОЦИАЛИС ГИЧF СКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)л 6 01 В 5/30, 7/16

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ обьекта. 1 ил. (21) 4755570/28 (22) 03.11.89 (46) 30.08.92. Бюл, М 32 (71) Институт машиноведения им. А.А,Благонравова (72) С. Е,Тихонов (56) Авторское свидетельство СССР

N 1128104, кл. 6 01 B 5/30, 1982, Авторское свидетельство СССР

М 1490457, кл, 6 01 В 7/16, 1987, Пожидаев А.П. Методы математической статистики в диагностике напряженного состояния корпусных элементов паровых турбин. — Теплоэнергетика, 1989. М 10, с.56

rg (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ

ОБЬЕКТА (57) Изобретение относится к способам неразрушающего контроля конструкций и моИзобретение относится к способам неразрушающего контроля конструкций и может быть использовано для оперативного определения напряженно-деформированного состояния (НДС) в процессе эксплуатации для геометрически сложных обьектов.

Преимущественной областью использования является тепловая и атомная энергетика.

Известен способ определения деформаций в поперечных сечениях горизонтально закрепленных изделий, заключающийся в том, что в точках исследуемого поперечного сечения закрепляют тензодатчики, поворачивают изделие относительно горизонтальной оси, фиксируют сигналы тензодатчиков.

„„. Ы„„1758411 А1 жет быть использовано для опера1:1вной диагностики напряженно-деформированного состояния в процессе эксплуатации. Цель изобретения — повышение достоверности контроля. Для этого как в процессе перноГо, так и второго циклов эксплуатационного нагружения обьекта измеряют нагрузки и распределение деформаций в обьекте, по результатам измерений в процессе первого цикла устанавливают зависимость дефор-. маций в объекте от характерных независимых нагрузок, а по результатам измерений в процессе второго цикла осуществляют оценку точности определения напряженнодеформированного состояния обьекта по результатам измерений характерных нагрузок в процессе последующей эксплуатации

Недостатком известного способа является то, что определение деформаций возможно лишь для горизонтально закрепленных изделий, для которых имеется возможность поворота относительно продольной оси. Напряженное состояние, обусловленное режимными параметрами возмущающего воздействия, не связанными с изменением пространственного положения тела, в данном случае не устанавливается.

Известен способ контроля НДС металлических деталей, включающий нагружение объекта эксплуатационной нагрузкой, циклическое измерение параметров объекта в его точках и установление í".ïðÿæåííî-деформированного состояния.

1758411

Недостаток известного способа заключается в том, что для его применения необходимым является требование выявления в каждом цикле нагружения момента достижения нагрузкой одного и того же стабильно воспроизводимого уровня, что неприемлемо для обьектов тепловой и атомной энергетики, поскольку большое число факторов эксплуатационного нагружения (давление, температура теплоносителя, тепловое поле самой конструкции и т.п.), вызывающих появления напряжений, не поддается фиксации на одном и том же уровне. Реализовать их стабильное состояние, причем одновременно, не представляется возможным из-за нарушения нормального режима эксплуатации. Стабильно воспроизводимый уровень нагрузки для рассматриваемых объектов может наблюдаться только на разгруженной конструкции, что не соответствует эксплуатационным условиям.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ контроля напряженно-деформированного состояния объекта. заключающийся s том, что в процессе первого цикла эксплуатационного нагружения, включающего экстремальные значения действующих нагрузок, измеряют нагрузки и распределение деформаций в объекте и по результатам измерений устанавливают зависимости деформаций в заданных точках обьекта от характерных независимых нагрузок, в процессе последующих циклов эксплуатационного нагружения объекта контролируют характерные нагрузки, по которым с учетом ранее полученных зависимостей определяют напряженно-деформированное состояние объекта в каждый момент его эксплуатации и оценивают точность определения деформаций.

Однако данным способом не обеспечивается точность и необходимая достоверность определения деформаций в результате его реализации на режимах, отличных от тех, на которых проводились прямые измерения деформаций.

Цель изобретения — повышение достоверности кЬнтроля.

Поставленная цель достигается тем. что согласно способу в процессе первого цикла эксплуатационного нагружения, включающего экстремальные значения действующих нагрузок, измеряют нагрузки и распределение деформаций в обьекте и по результатам измерений устанавливают зависимости деформаций в заданных точках объекта от характерных независимых нагрузок, в процессе последующих циклов экс20

55 плуатационного нагружения обьекта контролируют характерные нагрузки, по которым с учетом ранее полученных зависимостей oII ределя ют нап ряженно-деформированное состояние объекта в каждый момент его эксплуатации и оценивают точность определения деформаций в процессе второго цикла эксплуатационного нагружения объекта, режим которого отличен от режима первого цикла, контролируют распределение деформаций в объекте и измеренные значения деформаций сравнивают с рассчитанными по зависимостям, полученным в первом цикле, а оценку точности определения деформаций осуществляют по результатам сравнения.

На чертеже изображена схема реализации предлагаемого способа.

Изобретение осуществляют следующим образом, Обьект, например корпус паровой турбины, оснащается средством измерения деформаций, а также средствами измерения параметров нагружения, например тензодатчиками (точка 1), термопарами (точки 2 — 7) датчиками давления (точка 1).

Средства измерений подключаются к соответствующей аппаратуре, позволяющей регистрировать параметры эксплуатационных нагрузок и деформаций в точках конструкции объекта во всем диапазоне их изменения, Производят нагружение объекта экстремальными эксплуатационными нагрузками первого цикла, В первый цикл включают один или более режимов нагружения обьекта, например для паровых турбин — режим пуска из холодного состояния, режим выхода на мощность, режим останова. В течение первого цикла регистрируют как деформации, так и параметры нагружения, причем число замеров определяют по следующему правилу: оно должно быть больше в 3 — 5 раэ, чем число параметров в наборе, но не таким большим, чтобы каждое последующее измерение отличалось от предыдущего на величину, меньшую цены деления измерительного прибора.

Устанавливают соответствие между измеренными значениями деформаций и параметров нагружения, например. в форме уравнения регрессии. Определяются наиболее значимые факторы, Например, для продольной компоненты напряжений (%п) и окружной ((JI) из общей зависимости от всех факторов в результате определения соответствия в форме линейной регрессии оказались значимыми факторы:

1758411

Ot = 3,25р — 2,947 Л Т 1 — 2 — 1,86 Л Т 2 — 3.

Составитель С,Тихон

Редактор М.Петрова Техред М.Моргентал

Корректор В.Петраш

Заказ 2989 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101 давление пара в точке 1, разность температур по толщине (Т - Т2), разность температур в продольном направлении (Т2 - ТЗ):

g = 2,05р — 2,098 Л Т 1 — 2 — 1.84 Л Т 2 — з

Вычисляется среднеквадратическая 10 ошибка аппроксимации, показывающая точность определения напряжений по полученной зависимости и относящаяся к режимам первого цикла.

Производят второй цикл нагружения, 15 состоящий иэ одного или более режимов нагружения. отличающихся от режимов первого цикла. В процессе нагружения регистрируют параметры установки и деформации как в первом цикле. Подсчитывают напряжения по зависимости, полученной после первого цикла, и сравнивают с полученными после второго цикла путем вычисления среднеквадратической ошибки an проксимации относительно величин напряжений, полученных из измерений при других режимах эксплуатации. Эта величина служит оценкой точности определения напряжений и мерой достоверности построенных зависи

Формула изобретения

Способ контроля напряженно-де4ормированного состояния объекта, эаклю яющийся в том, что в процессе перво о циклa эксплуатационного нагружения обьекта, включающего экстремальные значения лействующих нагрузок, измеряют нагрузки и распределение деформаций в обьекте и по результатам измерений устанавливают зависимости деформаций в заданных точках объекта от характерных независимых нагрузок, в процессе последующих циклов эксплуатационного нагружения объекта контролируют характерные нагрузки, по которым с учетом ранее полученных зависимостей определяют напряженно-деформированное состояние объекта в каждый момент его эксплуатации и оценивают точность определения деформаций, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в процессе второго цикла эксплуагационного нагружения объекта, режим которого отличен от первого цикла, контролируют распределение деформации в объекте и измеренные значения деформаций сравнивают с рассчитанными по зависимостям, полученным в первом цикле, а оцеНку точности определения деформаций осуществляют по результатам