Способ определения компонентов тензора механических напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов



Способ определения компонентов тензора механических напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов
Способ определения компонентов тензора механических напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов
Способ определения компонентов тензора механических напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов
Способ определения компонентов тензора механических напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов
Способ определения компонентов тензора механических напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов
Способ определения компонентов тензора механических напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов
Способ определения компонентов тензора механических напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов
Способ определения компонентов тензора механических напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов
Способ определения компонентов тензора механических напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов

 


Владельцы патента RU 2489691:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" (RU)

Изобретение относится к областям измерительной техники и неразрушающего контроля и предназначено для определения компонентов тензора механических напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов при двухмерном напряженно-деформированном состоянии. Техническим результатом является расширение информативности контроля за счет определения отдельных компонентов тензора механических напряжений, вызванных эксплуатационной нагрузкой. Технический результат достигается благодаря тому, что в способе используется накладной трансформаторный преобразователь с намагничивающими и измерительными обмотками, для которого изделие выступает в роли участка магнитной цепи. В изделии создается магнитное поле, направленное вдоль оси X1, и определяются приращения сигналов измерительных обмоток, пропорциональные приращениям индукции вдоль осей X1 и Х2. Далее в изделии создается магнитное поле, направленное вдоль оси Х2, и вновь определяются приращения сигналов этих измерительных обмоток. Компоненты тензора напряжений рассчитываются по формулам. Предварительно выполняется градуировка преобразователя на образце, изготовленном из того же материала, что и контролируемое изделие. 4 ил.

 

Изобретение относится к областям измерительной техники и неразрушающего контроля и может быть применено для контроля параметров двухмерного напряженно-деформированного состояния трубопроводов, корпусов химических аппаратов, резервуаров для хранения газов и жидкостей, корпусов кораблей, деталей грузоподъемных машин и других ферромагнитных изделий в различных отраслях промышленности.

Известны способы определения механических напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов, основанные на применении накладных преобразователей в виде двух взаимно перпендикулярных П-образных магнитопроводов. В способе, выбранном в качестве аналога, на контролируемое изделие устанавливают преобразователь, содержащий два взаимно перпендикулярных накладных электромагнита, один из которых намагничивающий, а другой измерительный (патент РФ №2131592 А1, МКИ G01L 1/12, Способ определения механических напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов и устройство для его реализации / Фомичев С.К., Минаков С.Н., Недосека А.Я. и др., приоритет 05.11.1996).

На намагничивающий электромагнит подается намагничивающий сигнал с генератора синусоидального сигнала. Путем фазочувствительного измерения преобразованного сигнала с измерительного электромагнита фазочувствительным вольтметром определяется промежуточное значение измеряемой величины. Одновременно с фазочувствительным измерением определяется эффективное значение сигнала с измерительного электромагнита при помощи вольтметра переменного тока. Окончательное значение измеряемой величины, по которой судят о механических напряжениях в изделии, определяется в счетно-решающем блоке как положительное эффективное значение преобразованного сигнала, если промежуточное значение измеряемой величины положительно. В ином случае окончательное значение измеряемой величины в счетно-решающем блоке принимается равным отрицательному эффективному значению преобразованного сигнала.

Как известно, наиболее полную оценку сложного напряженно-деформированного состояния в точке материала дает тензор механических напряжений, через компоненты которого могут быть рассчитаны интенсивность напряжений, эквивалентные напряжения, главные напряжения, направления главных площадок и любые другие параметры, в том числе компоненты тензора деформаций (Горшков А.Г., Старовойтов Э.И., Тарлаковский Д.В. Теория упругости и пластичности: Учеб. для вузов. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002). Недостатком способа-аналога и других подобных решений является то, что они обладают недостаточной информативностью, поскольку не позволяют определить отдельные компоненты тензора механических напряжений в контролируемой области материала. В связи с этим известные способы позволяют получить лишь некую интегральную характеристику напряженно-деформированного состояния материала.

В качестве прототипа выбран способ согласно авторскому свидетельству №1670437 (Авторское свидетельство СССР №1670437 A1, G01L 1/12. Способ определения интенсивности напряжения в изделиях из ферромагнитных материалов и устройство для его осуществления/Юрченко В.А., Минаков С.Н., приоритет 22.06.1989). В известном способе вначале для градуировки устанавливают преобразователь трансформаторного типа на эталонный образец, изготовленный из того же материала, что и контролируемое изделие, ориентируют его на образце, ступенчато нагружают в продольном направлении, намагничивают материал образца в зоне действия преобразователя в направлениях, составляющих угол 45° между собой, фиксируют его выходной сигнал, пропорциональный изменению намагниченности в направлениях, перпендикулярных направлениям намагничивания после каждой ступени нагружения, определяют градуировочный коэффициент. Далее устанавливают преобразователь на контролируемое изделие и производят намагничивание материала изделия в зоне действия преобразователя в направлениях, составляющих угол 45° между собой, причем намагничивание по направлениям осуществляют одновременно двумя переменными магнитными полями, различающимися по частоте и равными по напряженности. Фиксируют выходные сигналы, пропорциональные изменению намагниченности в направлениях, перпендикулярных направлениям намагничивания, и рассчитывают по этим сигналам величину интенсивности напряжений.

Изобретение по авторскому свидетельству №1670437 содержит следующие общие с заявляемым изобретением признаки: накладной преобразователь с намагничивающими и измерительными обмотками вначале для градуировки устанавливают на эталонный образец, изготовленный из того же материала, что и контролируемое изделие, ориентируют его на образце, создают в образце направленный магнитный поток, ступенчато нагружают образец в продольном направлении, на каждой степени нагружения определяют выходной сигнал преобразователя, пропорциональный приращению нагрузки, рассчитывают градуировочный коэффициент, далее устанавливают преобразователь на контролируемое изделие, создают в изделии направленный магнитный поток, фиксируют выходные сигналы преобразователя, пропорциональные эксплуатационной нагрузке, вычисляют значения механических напряжений по формулам. Способ-прототип имеет тот же недостаток, что и способ-аналог - он не позволяет определить отдельные компоненты тензора напряжений.

Известно, что при трехмерном напряженно-деформированном состоянии изотропного ферромагнитного материала в каждой его точке связь между приращениями тензора относительной магнитной проницаемости и тензором механических напряжений может быть представлена в виде (Воронцов Г.В., Григорьян С.Г., Мартынов В.В. К теории чувствительности магнитоупругих преобразователей, Изв. вузов. Электромеханика, 1985, №12, с.41-47):

[ Δ μ ] = λ J σ E + 2 ν [ σ ] ,                                      ( 1 )

где [Δµ] - матрица, составленная из компонентов тензора магнитной проницаемости материала

[ Δ μ ] = [ Δ μ 1 1 Δ μ 1 2 Δ μ 1 3 Δ μ 2 1 Δ μ 2 2 Δ μ 2 3 Δ μ 3 1 Δ μ 3 2 Δ μ 3 3 ] ;

λ, ν - параметры магнитоупругой чувствительности материала, определяемые экспериментальным путем;

Е - единичная матрица

E = [ 1 0 0 0 1 0 0 0 1 ] ;

[Δσ] - матрица, составленная из компонентов тензора механических напряжений

[ Δ σ ] = [ σ 1 1 0,5 σ 12 0,5 σ 13 0 , 5 σ 2 1 σ 22 0,5 σ 23 0,5 σ 31 0,5 σ 32 σ 33 ] ;

Jσ1122+0σ33.

При этом что приращение вектора индукции в точке ферромагнетика, обусловленное механическими напряжениями:

[ Δ В 1 Δ В 2 Δ В 3 ] = μ 0 { λ J σ [ 1 0 0 0 1 0 0 0 1 ] + 2 ν [ σ 11 0,5 σ 12 0,5 σ 13 0,5 σ 21 σ 22 0,5 σ 23 0,5 σ 31 0,5 σ 32 σ 33 ] } [ H 1 H 2 H 3 ] + + μ 0 μ н [ Δ H 1 Δ H 2 Δ H 3 ] ,                                               ( 2 )

где Hi - проекции вектора начальной напряженности магнитного поля при отсутствии механических напряжений на координатные оси X1, X2, X3;

ΔBi и ΔBi - проекции векторов приращения индукции и приращения напряженности магнитного поля на координатные оси X1, X2, X3;

µ0 - магнитная постоянная;

µн - магнитная проницаемость материала при отсутствии механических напряжений.

Формула (2) дает хорошее совпадение результатов расчета с экспериментальными данными, что подтверждается результатами, приведенными в статьях: Григорьян С.Г., Воронцов Г.В. Об адекватности линейной модели магнитоупругой чувствительности ферромагнетиков, изотропных до нагружения, Изв. вузов. Электромеханика, 1988, №7, с.19-25; Григорьян С.Г. Магнитоупругий преобразователь давления с монолитным чувствительным элементом и его математическая модель, Изв. вузов. Электромеханика, 1988, №8, с.72-79.

При двухмерном напряженно-деформированном состоянии материала, если индукция и напряженность магнитного поля изменяются по гармоническому закону выражение (2) получает вид:

[ Δ В 1 m Δ В 2 m ] = μ 0 { λ ( σ 1 1 + σ 2 2 ) [ 1 0 0 1 ] + 2 ν [ σ 11 0,5 σ 12 0,5 σ 21 σ 22 ] } [ H 1 m H 2 m ] + + μ 0 μ н [ Δ H 1 m Δ H 2 m ] ,                                              ( 3 )

где ΔBim, Him, ΔHim - амплитудные значения приращения индукции, напряженности магнитного поля и приращения напряженности в точке материала.

Выражение (3) позволяет по известным приращениям индукции ΔBim определить компоненты тензора механических напряжений в точке ферромагнетика. Данное выражение содержит три неизвестных: нормальные напряжения σ11, σ22 и касательные (сдвиговые) напряжения σ1221. Для их раздельного определения необходимо иметь как минимум три уравнения, связывающих приращения индукции ΔB1m, ΔB2m с компонентами тензора напряжений. Чтобы получить эти уравнения в формуле (3) вначале полагаем, что магнитное поле направлено вдоль оси X1, (H2m=0), а затем вдоль оси X2 (H1m=0). Далее в индексах величин в скобках будем указывать направление магнитного поля, например: ΔB2m(Н1) - это приращение амплитудного значения индукции вдоль оси X2 в случае, когда магнитное поле направлено вдоль оси X1.

С учетом этого из выражения (3) при H2m=0 находим:

Δ В 1 m ( х 1 ) = μ 0 Н 1 m { λ ( σ 11 + σ 22 ) + 2 ν σ 11 } + μ 0 μ н Δ Н 1 m ; Δ В 2 m ( х 1 ) = μ 0 ( ν σ 21 Н 1 m + μ н Δ Н 1 m ) .                                    ( 4 )

При H 1m=0 получим:

Δ В 1 m ( х 2 ) = μ 0 ( ν σ 12 Н 2 m + μ н Δ Н 2 m ) ; Δ В 2 m ( х 2 ) = μ 0 Н 2 m { λ ( σ 11 + σ 22 ) + 2 ν σ 22 } + μ 0 μ н Δ Н 2 m .                ( 5 )

Выражения (4) и (5) составляют теоретическую основу предлагаемого способа и позволяют по приращениям индукции ΔB1m(Н1), ΔB2m(Н1), ΔB1m(Н2), ΔB2m(Н2) рассчитать компоненты тензора механических напряжений. Неизвестные параметры λ, ν, µн, Him, ΔHim входят в градуировочные коэффициенты, которые определяются экспериментально в процессе градуировки преобразователя механических напряжений на образце, изготовленном из того же материала, что и контролируемое изделие.

На фиг.1 показана конструкция накладного преобразователя механических напряжений, на фиг.2 и 3 - направления векторов Him и ΔBim в контролируемом изделии между проекциями полюсов преобразователя. На фиг.4 показана реализация предлагаемого способа с помощью накладного преобразователя, выполненного в виде двух взаимно перпендикулярных П-образных магнитопроводов.

Предлагаемый способ определения механических напряжений может быть реализован с помощью накладного преобразователя, для которого изделие выступает в роли участка магнитной цепи (фиг.1). Преобразователь имеет четырехполюсный крестообразный магнитопровод 1 из материала с высокой магнитной проницаемостью, например, феррита. На полюсах магнитопровода 1 располагаются намагничивающие обмотки 2, 3 и измерительные обмотки 4, 5. Секции обмотки 2, расположенные на противоположных полюсах магнитопровода 1, включены согласно. Аналогично включены секции обмоток 3-5. При подключении намагничивающей обмотки 2 к источнику переменного тока в изделии создается магнитное поле, направленное вдоль оси X1. Источник питания обеспечивает режим стабилизации амплитуды намагничивающего тока. С помощью намагничивающей обмотки 3 в изделии создается магнитное поле, направленное вдоль оси X2.

Под действием механических напряжений происходит изменение магнитного сопротивления изделия, сопровождающееся изменением магнитной индукции вдоль осей X1 и X2 (фиг.2, 3). Приращения индукции в изделии преобразуются в приращения ЭДС соответствующих измерительных обмоток. Например, при намагничивании вдоль оси X1 приращение ΔB1m(Н1) преобразуется в приращение ЭДС обмотки 4; приращение ΔB2m(Н1) - в приращение ЭДС обмотки 5. Приращения ЭДС измерительных обмоток представляют собой выходные сигналы преобразователя.

Формулы, связывающие приращения ЭДС измерительных обмоток 4 и 5 преобразователя с приращениями индукции ΔBim, имеют вид:

если магнитное поле направлено вдоль оси X1:

Δ E 4 ( x 1 ) = k к Δ В 1 m ( x 1 ) = k к ( k λ + 2 k ν ) σ 1 1 + k к k λ σ 22 ;                    (6)

Δ E 5 ( x 1 ) = k к Δ В 2 m ( x 1 ) = k к k ν σ 21 ;                                   (7)

если магнитное поле направлено вдоль оси X2:

Δ E 4 ( x 2 ) = k к Δ В 1 m ( x 2 ) = k к k ν σ 12 ,                                   (8)

Δ E 5 ( x 2 ) = k к Δ В 2 m ( x 2 ) = k к k λ σ 11 + k к ( k λ + 2 k ν ) σ 2 2 ,                    (9)

где ΔEi - эффективные значения приращений ЭДС измерительных обмоток 4 и 5; kк - коэффициент, учитывающий конструктивные факторы преобразователя; kк, kк - коэффициенты, учитывающие магнитные и магнитоупругие свойства материала изделия.

Здесь приращения ЭДС ΔE4(x1), ΔE5(x1), ΔE4(x2), ΔE5(x2) представляют собой выходные сигналы преобразователя, по которым во вторичной аппаратуре рассчитываются компоненты тензора механических напряжений.

Вводя обозначение

d=kкkν, из выражений (6)-(9) получим расчетные соотношения для определения компонентов тензора механических напряжений:

σ 11 = a Δ E 4 ( x 1 ) b Δ E 5 ( x 2 ) ;                                   (10)

σ 22 = a Δ E 5 ( x 2 ) b Δ E 4 ( x 1 ) ;                                   (11)

σ 12 = Δ E 5 ( x 1 ) / c ; σ 21 = Δ E 4 ( x 2 ) / c .                           ( 1 2 )

Здесь коэффициенты a, b, с, d определяются экспериментально в процессе градуировки конкретного преобразователя на образце, изготовленном из того же материала, что и контролируемое изделие. Формулы для расчета градуировочных коэффициентов а, b, с, d находим из условия, что в образце действуют только известные напряжения σ11. Из выражений (6) и (9) при σ22=0 находим:

a = 1 + d 2 c 2 ( c + d ) ; b = d c 4 ( c + d ) ; c = Δ E 4 ( x 1 ) 2 σ 1 1 d 2 , d = Δ E 5 ( x 2 ) σ 1 1 .     (13)

Предлагаемый способ определения компонентов тензора механических напряжений состоит в следующем. Вначале проводят градуировку преобразователя на образце с постоянным поперечным сечением, изготовленном из материала изделия (например, трубопровода). Образец устанавливают на специальном стенде, позволяющем осуществлять его одноосное растяжение. Преобразователь ориентируют так, чтобы ось X1 была направлена вдоль образца (оси усилия), то есть в образце создаются только напряжения σ11. Значение σ11 находят путем деления усилия на поперечное сечение образца.

С помощью обмотки 2 магнитное поле прикладывают вдоль оси X1 и производят ступенчатое нагружение образца известными усилиями, измеряя значения ЭДС обмотки 4. Вычитая из измеренных величин начальное значение ЭДС при σ11=0, на каждой ступени нагружения находят приращение ΔE4(x1). Далее, не перемещая преобразователь, с помощью обмотки 3 магнитное поле прикладывают вдоль оси X2 и аналогично получают значения ΔE5(x2). Проводят линейную аппроксимацию зависимостей ΔE4(x1), ΔE5(x2) от σ11 и по формулам (13) рассчитывают значения градуировочных коэффициентов а, b, c, d.

После этого устанавливают преобразователь на поверхность контролируемого изделия и измеряют начальные значения ЭДС обмоток 4, 5 при отсутствии эксплуатационной нагрузки при намагничивании вдоль оси X1, а потом вдоль оси X2. Далее, не изменяя положения преобразователя, таким же образом измеряют ЭДС обмоток 4, 5 при двух направлениях намагничивания при наличии эксплуатационной нагрузки. Вычисляют приращения ЭДС ΔE4(x1), ΔE4(x2), ΔE5(x1), ΔE5(x2) и по формулам (10)-(12) находят компоненты σ11, σ22, σ1221 тензора механических напряжений. По компонентам тензора напряжений могут быть рассчитаны любые другие параметры напряженно-деформированного состояния, в том числе характеризующие деформации изделия. В процессе градуировки и измерения механических напряжений должны быть обеспечены стабильность амплитуды и формы тока питания намагничивающих обмоток преобразователя и постоянная ширина зазоров между полюсами преобразователя и изделием.

Чаще всего в качестве конструкционных материалов используют стальной прокат, который имеет более или менее выраженную текстуру, то есть анизотропию магнитных свойств. Чтобы снизить влияние анизотропии магнитных свойств, ориентация осей координат относительно направления прокатки должна быть одинаковой при установке преобразователя на градуировочном образце и на контролируемом изделии. Для изначально изотропных материалов направления осей координат при определении механических напряжений в изделии выбираются произвольно.

Вариант накладного преобразователя, в котором используются два взаимно перпендикулярных П-образных магнитопровода, показан на фиг.4. На магнитопроводах 1 расположены намагничивающие обмотки 2, 3 и измерительные обмотки 4, 5. Влияние различной длины П-образных магнитопроводов 1 может устраняться, например, за счет различного числа витков намагничивающих обмоток 2 и 3.

Способ определения механических напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов, заключающийся в том, что накладной преобразователь с намагничивающими и измерительными обмотками вначале для градуировки устанавливают на эталонный образец, изготовленный из того же материала, что и контролируемое изделие, ориентируют его на образце, создают в образце направленный магнитный поток, ступенчато нагружают образец в продольном направлении, на каждой ступени нагружения определяют выходной сигнал преобразователя, пропорциональный приращению нагрузки, рассчитывают градуировочный коэффициент, далее устанавливают этот преобразователь на контролируемое изделие, создают в изделии направленный магнитный поток, фиксируют выходной сигнал преобразователя, пропорциональный эксплуатационной нагрузке, вычисляют значения механических напряжений, отличающийся тем, что питание намагничивающих обмоток преобразователя производят от источника тока, при градуировке намагничивают материал образца вдоль продольной оси X1 и определяют приращение сигнала измерительной обмотки, пропорциональное изменению индукции в материале по оси X1, намагничивают материал образца по оси Х2 и определяют приращение сигнала измерительной обмотки, пропорциональное изменению индукции в материале по оси Х2, рассчитывают градуировочные коэффициенты а, b, с, d по формулам
a = 1 + d 2 c 2 ( c + d ) ; b = d c 4 ( c + d ) ; c = Δ E 4 ( x 1 ) 2 σ 11 d 2 ; d = Δ E 5 ( x 2 ) σ 11 ,
где ΔE4(x1) - приращение сигнала измерительной обмотки, пропорциональное изменению индукции в материале по оси X1 при намагничивании по оси X1; ΔE5(x2) - приращение сигнала измерительной обмотки, пропорциональное изменению индукции в материале по оси Х2 при намагничивании по оси Х2; σ11 - механические напряжения в образце; после этого устанавливают преобразователь на контролируемое изделие и намагничивают материал в направлении X1, а затем Х2, в каждом случае определяя приращения сигналов измерительных обмоток, пропорциональные приращениям индукции в материале по осям X1 и Х2 под действием эксплуатационной нагрузки, вычисляют компоненты тензора механических напряжений в изделии по формулам
σ11=аΔЕ4(х1)-bΔЕ5(х2);
σ22=aΔE5(x2)-bΔE4(x1);
σ12=ΔE5(x1)/c; σ21=ΔЕ4(х2)/c,
где ΔE4(х2) - приращение сигнала измерительной обмотки, пропорциональное изменению индукции в материале по оси X1 при намагничивании по оси Х2; ΔE5(x1) - приращение сигнала измерительной обмотки, пропорциональное изменению индукции в материале по оси Х2 при намагничивании по оси X1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для измерения давления щетки на коллектор электрических машин, и может быть использовано в ремонтном хозяйстве электротехнической, железнодорожной и других отраслях.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения деформации грунта, горных пород, зданий, сооружений и железобетонных конструкций. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения деформации грунта, горных пород, зданий, сооружений и железобетонных конструкций.

Изобретение относится к области неразрушающего измерения двухосных механических напряжений магнитоупругим методом и может быть использовано в машиностроении. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности для контроля состояния элементов инженерных конструкций из ферромагнитных материалов в условиях циклического нагружения, и может найти применение в машиностроении и на транспорте.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для измерения нажатий щетки на коллектор непосредственно на электрической машине в рабочем режиме.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения механических напряжений в деталях конструкций из ферромагнитных материалов.

Изобретение относится к измерительным устройствам и может быть использовано в весо- и силоизмерительных системах для взвешивания автотранспорта и т.д. .

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения осевого усилия во вращающихся валах. .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения осевого усилия и частоты вращения во вращающихся валах. .

Изобретение относится к области измерений и может быть использовано в машиностроении. Способ заключается в измерении магнитоупругим датчиком, оснащенным угломерным устройством, в заданных точках на поверхности изделия углов наклона площадок наибольших главных напряжений, в подготовке пластин-образцов из материала исследуемого изделия, контроле в них изменения углов наклона площадок наибольших главных напряжений в ходе нагружения. При этом в срединной части пластин-образцов наносят определенным образом риски, формирующие полосы заданной ширины и шероховатости поверхности. В пределах полос до и после нагружения пластин-образцов контролируют изменение углов наклона площадок наибольших главных напряжений к продольным осям пластин-образцов. По результатам контроля делается вывод о возможности применения магнитоупругого метода для определения напряжений в изделиях с различными шероховатостями поверхностей. Технический результат заключается в повышении точности измерений механических напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов, прошедших обработку на металлорежущих станках. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к верхнему строению пути, к рельсам, а именно к способам определения механических напряжений путем измерения изменений магнитных свойств металла. Техническим результатом является повышение точности и непрерывность измерения механических напряжений, снижение трудоемкости работ. Способ определения механических напряжений в рельсах заключается в том, что над неподготовленной поверхностью каждой рельсовой нити на расстоянии 2-5 мм от их поверхности параллельно друг другу устанавливают сканирующие устройства, с помощью которых измеряют остаточную намагниченность металла рельсов. Подключают сканирующие устройства к приемному устройству, установленному на передвигающемся по рельсам приспособлении. Переводят с помощью программного обеспечения получаемые при перемещении сканирующих устройств данные остаточной намагниченности в данные механических напряжений в рельсах. Фиксируют полученные результаты как в реальном времени, так и накапливают в блоке памяти. 4 ил.

Изобретение относится к области оценки технического состояния трубопроводов и может быть использовано для определения механических напряжений в стальных трубопроводах подземной прокладки. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения механических напряжений в стальных трубопроводах включает изготовление образца трубопровода, из материала, аналогичного материалу конструкции, пошаговое нагружение образца, измерение магнитных параметров металла на каждом шаге нагружения с определенным ориентированием датчика относительно образца, получение зависимости магнитных параметров от величины напряжений в образце, измерение магнитных параметров металла трубопровода, определение величины напряжения с помощью полученной зависимости, при этом в качестве магнитного параметра измеряют собственную напряженность магнитного поля металла труб, измерения выполняют при различных расстояниях от измерительного датчика до поверхности образца, строят графики зависимости магнитных параметров от величины напряжений в образце для каждого из расстояний, определяют расстояние от измерительного датчика до контролируемого трубопровода, определяют напряжения в трубопроводе по кривой зависимости, соответствующей измеренному расстоянию от датчика до трубопровода. Технический результат - расширение возможностей способа. 2 ил.
Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой датчик механических напряжений. Датчик включает прямоугольную пластину из полимерного материала, на верхней поверхности которой сделано углубление, в котором помещается детектор, при этом внутри прямоугольной пластины вдоль продольной оси располагается предварительно напряжённый аморфный ферромагнитный микропровод, изготовленный из обогащённых кобальтом сплавов, помещённый внутрь измерительной катушки в виде встречно соединённый соленоидов из медной проволоки. Микропровод соединён с первой парой контактных площадок, а указанная дифференциальная измерительная катушка - со второй парой контактных площадок. Контактные площадки в свою очередь соединены с детектором, включающим источник переменного тока, соединённый с источником магнитного поля, источник постоянного тока, соединённый с первой парой контактных площадок, и усилитель сигнала измерительной катушки, вход которого соединён со второй парой контактных площадок, а выход соединён с аналого-цифровым преобразователем, подключенным к персональному компьютеру. 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к системе и способу для определения механического напряжения компонента самолета, изготовленного из намагниченного материала. Техническим результатом изобретения является упрощение определения механического напряжения на различной глубине компонента. Система для определения значимой величины (σ) механического напряжения компонента, изготовленного из намагничиваемого материала, содержит: ступень генерирования магнитного поля с изменяющейся амплитуды и ступень захвата для приема сигнала шума Баркгаузена (MBN) при изменениях амплитуды (H) магнитного поля. Причем система содержит блок обработки данных для вычисления обратной величины (1/MBNmax) от максимального значения (MBNmax) сигнала (MBN) при изменениях амплитуды (H) магнитного поля. Блок обработки данных имеет ступень памяти, которая сохраняет данные о линейном соотношении между обратной величиной (1/MBNmax) от максимального значения и значимой величиной (σ) механического напряжения. 2 н. и 12 з.п.ф-лы, 9 ил., 3 табл.

Изобретение относится к способам неразрушающего контроля остаточных напряжений в сварных соединениях и изделиях из ферромагнитных и парамагнитных материалов. Способ позволяет повысить точность контроля действующих и остаточных напряжений в изделии, определить предельное состояние изделия перед его разрушением и ресурс его эксплуатации. Для достижения указанного технического результата в точках поверхности контролируемого изделия, отстоящих друг от друга на равные расстояния, измеряют величину по меньшей мере одной составляющей напряженности магнитного поля. Далее определяют значение градиента магнитного поля для каждой пары соседних точек контроля и по полученным значениям градиентов находят зону концентрации напряжений (ЗКН). Для ЗКН рассчитывают значение магнитного показателя mпр, характеризующего предельное напряженное состояние изделия перед разрушением, и значение магнитного показателя mф, характеризующего фактическое напряженное состояние изделия. Используя полученные значения mпр и mф, оценивают предельное время эксплуатации изделия: Тпр=(mпр/mф)·Тф, где Tф - фактическое время эксплуатации изделия. Остаточный ресурс Tост эксплуатации изделия определяют по формуле: Тост=Тпр-Тф. 3 з.п. ф-лы, 11 ил.
Наверх