Способ неразрушающего контроля напряженного состояния пролетных строений и опор мостов

 

< 657333

Саюз Сеевтскки

С4щкаамст96ческк и

Реснублмк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l} дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 09.11.76 (23) 2417842/29-33 с присоединением заявкн М (23) Приоритет (6Ц 3L Кл.

6 01 N 29/00

Государственный комитет

СССР ио делан изойретеиий н открытий (68) УДК 624 ° 2/8 (088. 8) Опубликовано 050429.Бюллетень ph 14

Дата о убл описания 150429 (73) Авторы изобретению

Ю.И. Болотин и Б.В. Томилов

Хабаровский филиал Всесоюзного научноисследовательского института фиэикотехнических и радиотехнических измерений (71) Заявитель (54) СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННОГО

СОСТОЯНИЯ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ И ОПОР ХОСТОВ дп=п, -n;Изобретение относится к области нераэрушающего контроля качества материалов и изделий акустическими методами и предназначено для контроля опор мостов и пролетных строений иэ металлов и неметаллов.

Известен способ неразрушающего контроля конструкций, заключающийся в том, что конструкцию периодически нагружают, а затем определяют и оценивают акустическую эмиссию (11.

Недостаток этого способа — сложность в эксплуатации.

Известен другой способ неразрушающего контроля напряженного состояния пролетных строений и опор мостов, включающий нагружение испытываемой конструкции и регистрацию акустической эмиссии (2).

Этот способ ближе к предложенному изобретению. Способ заключается в том, что испытываемую конструкцию нагружают, подсоединяют датчик устройства для контроля, а затем определяют и оценивают акустическую эмис- @ сию.

Однако применительно к пролетным строениям и опорам мостов этот способ обладает существенными недостатками, основным из которых является 80 сложность и громоздкость нагружающих устройств, сложность создания заданного воспроизводимого режима нагружения, Цель изобретения — упрощение контроля.

Это достигается тем, что в способе неразрушающего контроля напряженного состояния пролетных строений и опор мостов, включающем нагружение испытываемой конструкции и регистрацию акустической эмиссии, нагружение осуществляют с помощью транспортного средства, масса которого соответствует массе эксплуатационного средства, движущегося на отрезки пути пролетного строения, а регистрацию акустической эмиссии осуществляют с периодичностью, определяемой иэ уравнения:

ГДЕ К и С вЂ” постоянные для контролируемого материала величины, Й„ и Й соответственно интенсивность акустйческой эмиссии при критическом росте усталостной трещины и в момент образования трещины, д n — число цик657333 лов между моментами контроля, n <> н

n — значения числ. циклов в нагруО жение н момент Йк и No, причем о качестне пролетного строения судят по увеличению интенсивности акусти ческой эмиссии в зоне и Меньше и„, по сравнению с его значением до об- 5 раэования трещины в зоне и меньше и„

На фиг. 1 показана схема нагружения строения; на фиг. 2 — блок-схема устройства, производящего прием и необходимую обработку сигналов 10 акустической эмиссии.

Контролируемая конструкция представляет собой пролетное строение с опорами 1, например, мост, по которому пролегает шоссейная дорога 15 с полотном 2. По полотну 2 дороги движется транспортное средство 3, например, автомобиль, с массой m u скоростью V.

Для обеспечения контроля моста на полотне 2 дороги выделяется и фиксируется отрезок пути.аЬ, а на опорах i устанавливаются электроакустические преобразователи 4. устройство, производящее необходимые преобразования и обработку сигналов акустической эмиссии, принятых электроакустическими преобразователяин 4, содержит последовательно или параллельно соединенные, закрепленные на опоре 1 пьезонластины ЗО

5 из керамики и предусилитель 6, совмещенные в экранирующем защитном корпусе 7, основной усилитель 8, к пер вому выходу которого подключены: нормализатор 9 импульсов, формирующий35 сигнал прямоугольной формы с амплитудой, пропорциональной максимальному значению огибающей сигналов акустической эмиссии, амплитудный анализатор 10,Цифропечатающее устройство 11 4 } а ко второму выходу блок фильтров 12, широкополосный усилитель 13 и ленточ,ный самописец 14.

При контроле моста, работа производится следующим образом: по пологну 2 дороги через мост с опорами 1 движется транспортное средство 3, например, автомобиль.

За счет его движения по мосту на заданном участке полотна 2 с установ- 50 ленной скоростью Ч (постоянной или переменнрй} создается необходимое нагружение Г строения, зависящее. также от массы автомобиля. Очевидно, что параметры нагружения моста при 55 известных: геометрии строения, массе, скорости и пути движения антомобиля, легко определяются элементарными методами.

В результате нагружения в элементах конструкции моста, н частности, в опорах 1 возникают сигналы акустической эмиссии, которые воспринимаются жестко скрепленными с опорами 1 электроакустическими преобразователями 4.

4 игнал с пьезопластин 5 усиливается предусилителем б. Пьезопластины н предусилитель как правило совмещены н корпусе 7, служащим для экранизирования сигналов от ннешних помех, надежного крепления датчика и защиты от механических повреждений. Сиг.— налы акустической эмиссии с предусилителя б поступают на вход оснонного усилителя 8, который позволяет получить сигнал, достаточный для проведения амплитудного анализа. Этот сигнал поступает на вход нормализатора 9 импульсов, формирующего сигналы прямоугольной формы с амплитудой, пропорциональной максимальному значению огибающей сигналов акустической эмиссии. Результаты амплитудного распределения сигналов, формируемого амплитудным анализатором

10, регистрируются цифропечатающим устройством ll. Одновременно, с выхода усилителя 8 сигналы акустической эмиссии поступают на вход блока фильтров 12, предназначенного для выделения импульсов в нужном частотном диапазоне. С выхода блока фильтров 12 сигналы поступают на вход широкополосного усилителя 13 и регистрируются на ленточном самописце

14. Одновременно на самописце 14 могут регистрироваться и,цругие механические параметры — прогиб испытуемой конструкции, нагрузка.

В результате этого периодически регистрируют параметры сигналов и определяют изменение, этих параметров акустической эмиссии по отношению к предыдущему циклу контроля, который задают, исходя из степени эксплуатации контролируемого объекта (интенсивно эксплуатируемый — чаще, например, 1 раз в неделю, а мало эксплуатируемый — реже, например; 1 раз в 2 мес., при этом периодичность регистрации сигналов акустической эмиссии определяют из уравнения:

)la

"Р о С где К и С вЂ” постоянные для контролируемого материала величины;N

No — соответственно интенсивность акустической эмиссии при критическом росте усталостной трещины и в момент образования трещины, ьп — число циклов между моментами контроля, n„ и n — значения числа циклов в нагружение в момент Й Р и Йо,а о качестве пролетного строения судят по увеличению интенсивности акустической эмиссии в зоне и меньше и„ по сравнению с его значением до образования трещины в зоне п меньше n„

Это дает воэможность определить годность мостов с неизвестными прочностными характеристиками для дальнейшей эксплуатации.

Аналогично производится контроль железнодорожных мостов и других кон657333 ьп:и„-и *(" ) Формула изобретения

Фиа. t

Составитель Л. Шарова

Техоед М.Петко Корректор о. Билак

Тираж 1089 Подписное

ЦНИИПЯ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва ж-39 Ра ская наб. д. 4 5

Редактор В. Трухин..

Заказ 1783/42 с с i M

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 струкций, отличие состоит лишь в виде применяемого транспортного средства и характеристик его движения, Использование транспортного средства в качестве нагружающего устройства обеспечивает малую трудоемкость работы, простоту обслуживания, 5 хорошую воспроиэводимость параметров .нагружения.

Возможность вариации загрузки и скорости транспортного средства, наличие большого парка разнообразных р транспортных средств дает воэможность простейшим способом легко изменять параметры нагружения строений. Это позволяет практически для любого строения установить и осуществить отпи- д5 мальный режим его нагружения при испытаниях и контроле.

Способ неразрушающего контроля напряженного состояния пролетных строений и опор мостов, включающий наг-. ружение испытываемой конструкции и регистрацию акустической эмиссии, отличающийся тем, что, 25 с целью упрощения контроля, нагруже ние осуществляют с помощью транспортного средства, масса которого соответствует массе эксплуатационного средства, движущегося на отрезке пути пролетного строения, а регистрацию акустической эмиссии осуществляют с периодичностью определяемой иэ уравнения где К и С вЂ” постоянные для контролируемого материала величины, N„ и М вЂ” соответственно интенсивность акустической эмиссии при критическом росте усталостной трещины и в момент образования трещины, ап— число циклов между моментами контроля, и„ и и — значения числа циклов в нагружение в момент N„ и Nо, причем о качестве пролетного строения судят по увеличению интенсивности акустической эмиссии в зоне и меньше п«по сравнению с его значением до ., образования трещины в зоне и меньше и,„

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Ф 852771, кл. 42 К 34/01, 1961,.

2. Патент Франции 9 2111415, кл. G 01 N 29/00, 1972.