Способ определения нагруженности конструкции при вибрационном нагружении Советский патент 1986 года по МПК G01L1/12 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для определения нагруженности элеметов конструкций при вибрационных испытаниях.

Цель изобретения - повьшение точности измерения нагруженности конструкции при вибрационном нагруже- йии.

На чертеже изображена экспериментально полученная зависимость измерния разности значений остаточного магнитного поля дН в относительных единицах от амплитуды напряжений б, возникающих в образце при его цикли ческом нагружении.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

В результате экспериментов уста- новлено, что степень измерения остаточного поля, существукщего над нмагниченным участком, при воздействии .механических напряжений зависит от положения точки измерения остатоного магнитного поля, от топографии остаточного поля, от направления механических напряжений. В том случае когда остаточное магнитное поле над намагниченным участком имеет аксиално-симметричное распределение (ось симметрии перпендикулярна поверхности контролируемого изделия), а измерение остаточного магнитного поля проводится над центральной частью нмагниченного участка, т.е. в точке, лежащей на оси симметрии распределения остаточного поля, то резульгиру щее изменение величины остаточного поля после приложения нагрузки, создающей напряжение в месте контроля, однозначно определяется величиной этих напряжений и не зависит от их направления.

Экспериментально установлено, что степень изме71ения величины остаточного магнитного поля намагниченного участка при воздействии на контролируемый объект вибрационной нагрузки зависит от амплитуды напряжейий в месте контроля, а также от числа циклов нагружения. Для стабнлизахщи значения остаточного магнитного поля при заданной амплитуде напряжений необходимо провести до 10 циклов нагружения. Следовательно, при частоте f вибрационной нагрузки время t, необходимое для стабилизации величины остаточного магнитного поля при заданной амплитуде .напряжений, должно составлять

- F

Постепенное увеличение вибрационной нагрузки до заданного значения при данных испытаниях и последующее ее постепенное уменьшение до нуля позволяет обеспечить пропорциональность величины результирующего изменения остаточного магнитного поля величине напряжений, действующих в месте контроля при заданном режиме испытаний. Это связано с тем, что даже кратковременное превышение нагрузки по сравнению с заданным значением будет приводить к необратимому изменению остаточного поля и, следовательно, к снижению точности определения нагруженности при заданном режиме вибрационного нагружения.

Определение нагруженности конструкций в месте контроля по величине разности значений остаточного магнитного поля до и после испытаний позволяет отстроится от влияния структурного состояния материала конструкции на результаты определения нагруженности. Это связано с тем, что начальное (до испытаний) значение величины остаточного магнитного поля зависит от структурного состояния материала конструкции. Конечное (после испытаний) значение остаточного магнитного поля зависит как от величины напряжений, действующих в месте контроля при испытаниях, так и от структурного состояния материала конструкции. В то же время, как показывают эксперименты величина разности значений остаточного магнитного поля до и после нагружения определяется величиной максимальных на- пряжений, действовавших в месте контроля при нагружении, и практически не за)висит от структурного состояния материала конструкции.

Пример , Определение нагру- женности (образца) при вибрационном нагруя1:ении.

Испытания проводят на плоских образцах rf3 стали ЮХСНД. Вибрационное нагруясение образцов осуществляют на стандартной испытательной машине. Перед нагружением образца на его поверхности создается остаточно намагниченный участок с помощью приставного электромагнита. Электромагнит представляет собой катушку с сердечником, помещенную в ферромагнитный цилиндрический стакан. Намагничивание поверхности осуществляется путем пропускания тока по катушке электромагнита. Измерение величины остаточного магнитного поля осуществляется с помощью феррозо-ндового преобразователя, которьй располагается над центром намагниченного участка образца.

Режим испытания образцов - циклическое растяжение-сжатие с частотой 18 Гц. Амплитудные значения напря- жений в месте контроля определяют расчетным путем по величине максимальной нагрузки.

Результаты измерений представлены ,на чертеже.

Формула изобретения

1.Способ определения нагруженнос- ти конструкции при вибрационном на- гружении, заключающийся в локальном намагничивании элементов конструкции нагружении конструкции и регистрации величины остаточного магнитного поля ,над41амагниченнымиучастками, от ли - .чаю щи йс я тем, что, с целью повышени

н gettt

ю

Редактор Н.Яцола

Составитель В.Родин

Техред Н.Бонкало Корректор Т.Колб

Заказ 24 44/41Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,

точности,перед нагружениемизмеряют величину остаточного магнитного поля над намагниченными участками, ,ели- чивают амплитуду вибрационной нагрузки до заданного значения, вьдерживают конструкцию при этой нагрузке, а затем снижают амплитуду нагрузки до нуля и вновь измеряют величину остаточного магнитного поля, а о величине нагруженности в элементах конструкции судят по величине разности значений остаточного поля до и после вибрационного нагружения.

2.Способ ПОП.1, отличаю щ и и с я тем, что создают намагниченные участки с аксиально-симметричным распределением остаточного магнитного поля и измеряют величину остаточного магнитного поля над центром намагниченного участка.

3. Способ ПОП.1, oтл ичaю- щ и и с я тем, что время выдержки конструкции при заданной нагрузке определяют из условия

где i - время вьщержки конструкции

при заданной нагрузке; f - tacTOTa вибрационной нагруз- kи.

rf,

гв

X

W

я

Изобретение относится к приборостроению и позволяет повысить точность измерений нагруженности конструкции. Намагничивают локально эле- мейты конструкции и иемеряют величину остаточного магнитного поля над намаг- . ниченными участками. Нагружают koHc t- рукцию, увеличивая амплитуду вибрационной нагрузки до заданного значения. Выдерживают конструкцию при этой нагрузке, а затем снижают амплитуду нагрузки до нуля и повторно измеряют величину остаточного магнитного поля. Определение нагруженности конструкции в месте контроля по величине разности значений остаточного магнитного поля до и после вибрационного нагружения позволяет отстроиться от влияния структурного состояния материала конструкции на результаты измерений. В случае создания намагниченных участков с аксиально-симметричным распределением остаточного магнитного поля величину этого поля измеряют над центром намагниченного участка. Приводится условие, из которого определяют время вьщержки конструкции при заданной нагрузке. 2 з. п. ф-лы, 1 ил. I О)