Способ измерения статических механических напряжений

 

О П Ж. „ф .„, „, ИЗОБРЕТЕН И

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 623119

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02,02.77 (21) 2448647/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано05.09.78. Бюллетень № ЗЗ (45) Дата опубликования описания 26.07.78 (51) М. Кл

С 01 )„1/12 тееуювретвенный квинтет

Сввете Мнннетрее СССР ее денем нзееретеннй н еткрктнй (53) УДК 531.781..2 (088.8) В. Ф. Дудин, В. Г. Цыбинога, А. A. Ежов, Б. С. Гриценко и В, С. Ьабалич (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Волгоградский инженерно-строительный институт (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ МЕХАНИЧЕСКИХ

НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к магнитным методам измерения статических механических напряжений в линейных ферромагнетиках, например в стальной арматуре железобетонных конструкций.

Известны способы измерения статических механических напряжений в линейных ферромагнетиках, например в стальной арматуре железобетонных конструкций, которые основаны на магнитноупругом аффекте, т, е.; на зависимости магнитных свойств ферромагнетиков от характера и величины механических напряжений в них, обусловленных внешним силовым воздействием (11 и (2)

Наиболее близким по технической сущ- ности является способ, по которому на арматуру перед формированием бетонной смеси наносят магнитные метки, по индукции наведенного магнитного поля каждой из которых определяют напряжения по предварительно проградуированной шкале, например осцилографа, в который подают выходной сигнал с магниТного зонда.

Способ основан на изменении индукции наведенного магнитного поля меток в зависимости от изменения механических напряжений в арматуре $3j, Однако способ обеспечивает измерение приращений только в тех железобетонных конструкциях, арматура которых подвергалась локальному намагничиванию в виде магнитных меток в процессе изготовления конструкций. В То же время способ принципиально не позволяет измерять величину механических напря кений в арматуре аксплуатируемых, т. е. уже находящихся под действием внешней;статической нагрузки, железобетонных конструкций, на, арматуру которых в период их изготовления не наносились магнитные метки.

Целью изобретения является обеспече-.

2В ние измерения напряжений в ферромагнеНтиках, ие подвергавшихся до эагружения намагничиванию, например в арматуре аксплуатируемых железобетонных конструкций, а также упрощение процесса измеzS рения напряжений.

623119

Поставленная цель достигается тем, что H& магнитные метки воздействуют любым внешним, исключая силовой, стационарным размагничивающим фактором, и определяют величину энергии размагничивания и по этой величине определяют зна. чение механических напряжений в ферромагнетиках.

Для упрощения процесса измерения величину напряжений целесообразно находить по значению физической характери- щ стики, функционально связанной с энергией размагничивающего фактора и однозначно определяющей ее величину, например. по эффективной силе переменного электрического тока, пропускаемого через ферро-15 магнетики с нанесенными магнитными метками.

В качестве физического обосновйния предлагаемого способа следует считать установленную авторами эксперименталь- 2Q но пропорциональную зависимость энергии внешнего размагничлвающего воздействия от значения механических напряжений, действующих в ферромагнитных телах.

Пример . Проводят измерение статических механических налряжений в арматуре сборных железобетонных плит перекрытия эксплуатируемого многоэтажного. промышленного здания. Непосредственно перед производством измерения напряжений при помощи накладного электромагнита, питаемого от генератора одиночных электрических импульсов, на арматуру конструкций через защитный слой бе- з5 тона наносят магнитные метки. Затем полимером — феррозондом измеряют начальную индукцию наведенного магнитного поля меток. Далее метки подвергают воздействию внешнего стационарного раз- аО магничивающего фактора, уменьшающего индукцию наведенного магнитного поля меток. Для этого на поверхность конструкций в местах расположения меток устанавливают датчики-излучатели ультра- 45 звуковых волн, питаемые от мощного источника ультразвуковых колебаний. Находят величину энергии, ультразвука, уменьшающую индукцию наведенного магнитного поля меток в два раза, и по ве- 50 личине этой энергии определяют значения механических напряжений в арматуре с помощью зависимости энергия ультразвука — величина напряжений в арматуре", установленной путем предварительной тарировки в лабораторных условиях.

В качестве размагничивающего фактора используют и переменный электрический ток, пропускаемый через арматуру с намеченными магнитными метками. В этом случае нет необходимости определять величину энергии переменного тока, уменьшающего индукцию наведенного магнитного поля меток в два раза, а целесообразно ограничиться только соответствующим значением эффективной силы тока — физической характеристики, функционально связанной с энергией и однозначно определяюшей ее величину по закону ДжоуляЛенца, При этом тарировочная зависимость выражена как эффективная сила переменного тока — величина напряжений в арматуре".

Использование предлагаемого способа измерения статических механических напряжений обеспечивает возможность измерений напряжений в ферромагнетиках, находящихся к моменту измерения на любом уровне упругого напряженнодеформированного состояния; дифференцирование напряжений, действующих в сварных изолированнык стальных трубопроводах HG остаточные (температурные) и приращения под нагрузкой, Кроме того, способ обеспечивает неразрушающий контроль качества предварительно напряженных железобетоннйх: конструкций, что значительно упрощает методику и технику исследования работы ряда инженерных сооружений под нагрузкой, а также повышает достоверность и оперативность контроля качества сборных железобетонных изделий при одновременном снижении трудозатрат на его организаци ю.

Формула изобретения

Способ измерения статических механических напряжений в линейных ферромагнетиках, например в стальной арматуре железобетонных конструкций, включающий локальное намагничивание ферромагнетиков для получения магнитных меток и регистрацию индукции магнитного поля этих меток, отличающийся тем, что, с целью обеспечения измерения напряжений в ферромагнетиках, не подвергавшихся намагничиванию до загружения, на магнитные метки воздействуют любым внешним, исключая силовой, стационарным размагничивающим фактором, и определяют величину энергии размагничивания и по этой величине определяют значение механических напряжений в ферромагнетиках.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Авторское свидетельство СССР

М 372465, кл. G 01 Q 1/12, 1973.

623119

Составитель Г. Максягин

Редактор О. Филиппова Техред:Е; ДавидовичКорректор. А. Власенко

Заказ 4896/41 Тираж 1112 Подписное .

UHHHllH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

2, Чилин К, С. "Магнитометрический метод оценки расположения и напряженного состояния арматуры и возможности его применения при автоматизации процесса

6 изготовления железобетонных конструкций .

Л., ЛДНТП, 1963.

- Авторское свидетельство No. 255820, 1 кл. G 01 4 1/12, 1968;