Способ измерения одноосных напряжений в стальных изделиях Советский патент 1987 года по МПК G01N27/72 

1 13

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения механических напряжений с помощью магнитных методов, использующих магнито- упругий эффект в контролируемом материале ,

Изобретение может быть использовано в производстве предварительно на- пряже51ных стальных изделий для измерения в них одноосных механических напряжений, а также измерения напряжений в несущих конструкциях.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет исключения влияния на результат измерения внутренних остаточных напряжений, вызванных предысторией металла.

На фиг.1;изображено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг.2 - тарировочный график для образца из стали Ст.З толщиной 10 мм

Устройство содержит два П-образ- ных магнитопровода 1 и 2 (намагничивающий и измерительный). Магнитопро- воды 1 и 2 установлены соосно с двух сторон по отношению к контролируемому изделию 3 под углом 45 к направлению действующего усилия. Один из магнитопроводов имеет намагничивающу катущку 4 индуктивности, подключенную к источнику переменного напряжения, а второй магнитопровод - измерительную катущку 5 индуктивности. Способ осуществляют следующим образом.

При подаче напряжения на намагничивающую катушку 4 возникает магнитный поток, который, проходя через воздушный зазор, замыкается по трем направлениям: часть потока проходит через намагничивающий магнитопровод и металл 45°, а магнитные потоки (р и (рм проходят через намагничивающий магнитопровод, зазор, металл и измерительный магнитопровод. При этом Yj - магнитный поток, направленный вдоль приложенного к двутавру усилия, Фп - магнитный поток, направленный перпендикулярно к приложенному усилию.

Магнитный поток Р45 не замьпсает ся через измерительный магнитопровод а магнитные потоки ф и протекают через измерительный магнитопровод встречно. При этом т и т,, проходят через всю толщину металла и пропорциональны величине магнитной прони

62

цаемости, которая, в свою очередь, пропорциональна величине одноосных механических напряжений, приложенных к конструкции. Таким образом, двухсторонняя установка магнитопроводов позволяет осуществить сквозное про- магничивание металла изделия, и, следовательно, получить интегральную оценку напряжений по толщине даже

при питании намагничивающей катущки переменным током. Это позволяет существенно уменьшить погрешность при измерении напряжений, вносимую неравномерностью распределения внутренних напряжений в поперечных сечениях.

П р им е р. Испытуемый образец представлял собой лист из конструкционный стали СтЗ с размером 3000

X200 100 мм. На лист, расположенный горизонтально, устанавливались магнитопроводы, производились измерения по длине образца с интервалом 250 мм. Измерения прЪизводились дважды: в первом случае измерительный магнитопровод (И) был сверху, а намагничивающий (и) внизу, во втором случае магнитопроводь менялись местами. Суммарный разброс показаний

составил 40 единиц. измерительной шкалы.

Для получения количественной оценки одноосных механических напряжений магнитная система предварительно тарировалась на образце из стали СтЗ толщиной 10 мм. На фиг.2 представлен тарировочный график. Чувствительность датчика составляет

-,., ед.шкалы

70т--j- . При приложении внешних

км/ мм

одноосных напряжений G 10 кг/мм

45

погрешность измерения способа составляет не более 5% (0,5 кг/мм),

Формула изобретения

Способ измерения одноосных напряжений в стальных изделиях, заключающийся в том, что П-образный магнитопровод с размещенной на нем намаг- ничивающей катушкой индуктивности устанавливают на изделии под углом 45 к направлению действующего усиЛИЯ, второй П-образный магнитопровод с измерительной катушкой индуктивности устанавливают под углом 90 к первому магнитопроводу таким образом, что оси их симметрии совпадают, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, магнитопроводы устанавливают с двух сторон изделия.

VФаг.1

Изобретение относится к измерениям механических напряжений с помощью магнитных методов, использующих магнитоупругий эффект, и может быть использовано в производстве предварительно-напряженных стальных конструкций для измерения в них одноосных механических напряжений, измерения напряжений в несущих конструкциях. Изобретение позволяет повысить точность измерения за счет исключения влияния на результат измерения внутренних остаточных напряжений, вызванных предысторией металла. Два П-образных магнитопровода, на одном из которых расположена намагничивающая катушка индуктивности, питаемая переменным током, на другом - измерительная катушка индуктивности, располагают соосно под углом 90 друг к другу и под 45 к направлению действующего усилия, при этом один магнитопровод устанавливается с одной стороны изделия, а второй - с другой его стороны. 2 ил. с 9 сл о а

Редактор А.Ревин

Составитель И.Кесоян

Техред И. Попович Корректор Л.Патай

Заказ 1884/40 Тираж 777Подписное

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,4