Способ измерения напряжений в элементах стальных конструкций

 

(I I! 731324

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕ1ЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.08.78 (21) 2658971) 18-10 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. Кл.-

G 01L 1 12

53) УДК 531.781 (088.8) (43) Опубликовано 30.04.80. Бюллетень ¹ 16 (45) Дата опубликования описания 30.04.80 по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. Н. Макаров и Т. Х. Бикташев (71) Заявитель

Проектный и научно-исследовательский институт

«Уральский промстрой Н И Ипроект» (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В ЭЛЕМЕНТАХ

СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области измерения напряжений в элементах конструкций из ферромагнитных материалов и может быть использовано для измерения иа пряжений, возникших от приложенных нагрузок или сварочных деформаций, появившихся в процессе изготовления.

Известен способ измерения напряжений электромагнитным методом В элемснтах стальных конструкций, основанный на использовании нелинейности зависимости магнитной проницаемости ферромагнитных материалов от приложенных напряжений (11.

На исследуемый элемент устанавливают

П-образный сердечник с двумя обмотками и соосно с ним — тензодатчик, Затем элемент разгружают (например, путем местного изгиба), контролируя величину и знак разгружающих напряжений. Разгружснпе производят в исследуемой точке элемента небольшими равными контролируемыми ступенями напряжений до тех пор, пока приращение сигналов в измерительной обмотке датчика на. равную ступень разгрузки не будет наибольшим, что соответствует максимальному значению производной, следовательно — полному разгружению Ilcc;Icдуемой зоны элемента.

По величине напряжения разгрузки, взятого с обратным знаком, судят о величине искомого напряжения, Недостатком тако. о способа является узкая область его применения, !согда полная компенсация искомых напряжсшгй техн чески неосуществима (толстостснныс элементы, стен!,п двутавровых и швеллерных элементов, труб и аналогичных проф!.,1cli замкнутого типа) .

Наиоолсе близким по технической сущности являстся спос00 пз:11cpсп!Iя паllряжснпй электромагнитным методом в элементах конструкций пз ферромагнитных материалов, основанный на использовании нелинейности зависимости магнитной проницаемости ферромагнитных материалов от приложенных напряжений (2).

Способ заключается в том, что производят местное контролируемое изменение напряженного состояния lla нагруженном участке конструкции II пзмсряют соответствующее приращение выходного сигнала датчика.

Затем для определения II« lа 11 Ilbn магнитных свойств материала повторяют ту же операцшо на ненагружcIIIIou участке кон25 cTp) кцll!!. ПО дв \ м зна 1еппям Гlропзводнои, полученным в рсзультате измерений на двух участках, определяют величину напряженного состояния элемента аналитическим плп графическим методом.

Недостатком способа является то, что нснагружснный участок не вссгда можно най731324

У (о) = — Е

2Са 1з "(и): 1-У

Формула изобретения

Составитель H. Вовчук

Корректор О. Тюрина

Тсхред А. Камышникова

Редактор Т. Рыбалова

Заказ 1225/4 Изд. M 297 Тираж 1033 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскан паб., д. 4/5

Типорафин, пр. Сапунова, 2 ти, кроме того, факт ненагруженности устанавливается всегда только предположительно, а это резко снижает точность измерений искомых напряжений.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Эта цель достигается тем, что изменение напряженного состояния элемента конструкции производят в одном месте в две ступени и измеряют на каждой ступени пер- 10 вую и вторую производные зависимости выходного сигнала преобразователя от приложенных напряжений и по значениям производных определяют величину и знак искомых напряжений.

Способ осуществляется следующим образом.

Исследуемую точку элемента с помощью струбцины, зажима дополнительно нагружают (или разгружают) на величину Ло, состоящую из Ьо1 (первая ступень) и Ао2 (вторая ступень). Для каждой ступени фиксируют соответствующее изменение сигнала

ЛУ1 и ЛУ2 на выходе электромагнитного датчика. Соответственно для каждой ступени измеряют значения первой производной зависимости выходного сигнала датчика от приложенных напряжений 1 71 72

Берут среднее арифметическое значение первых производных, полученных на каждой ступени нагружения ли, лц, 35 т

Численное значение второй производной получают приближенно по известной формуле 40 2

U" (о) =2

Величину п знак искомых напряжений определяют, решая систему уравнений где Hèÿíåå уравнение является результатом дифференцирования верхнего, Способ измерения напряжений в элементах стальных конструкций путем изменения напряженного состояния элемента конструкции и определения производной изменения выходного сигнала электромагнитного преобразователя механических напряжений этого элемента, по которой судят о величине напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, изменение напряженного состояния элемента конструкции производят в одном месте в две ступени и измеряют на каждой ступени первую и вторую производные зависимости выходного сигнала преобразователя от приложенных напряжений и по значениям производных определяют величину и знак искомых напряжений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 372465, кл. G 011 1/12, 12.04,71.

2. Совершенствование и внедрение метода контроля напряженного состояния монтируемых и эксплуатируемых мсталлоконструкций посредством использования эффекта магнитоупругости. Научно-технический отчет. Тема 74 — 57, госрегистпаиия

Ма 74017802 (прототип).