Датчик усталостностых повреждений конструкций Советский патент 1988 года по МПК G01B7/16 G01N3/32 

CJDUP.l

Ю

00

Изобретение относится к измерительной технике для определения уровня усталостных повреждений конструкций.

Цель изобретения - повышение точности измерений при полигармонических процессах нагружения.

На фиг. 1 показан датчик усталостных повреждений, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Датчик усталостных повреждений содержит механический усилитель деформаций, выполненный в виде тонкой упругой симметричной пластины 1 переменной ширины, причем в средней по длине части ширина минимальна. Пластина жестко наклеена или приварена к подкладкам 2, а подкладки 2 - к поверхности испытуемой конструкции 3.

Датчик содержит размещенные на усилителе тензочувствительные элементы 4 в виде параллельных полос 5, нанесенных напылелителя, причем базовая деформация усиливается в средней части пластины 1 усилителя С течением времени в результате накопления усталостных повреждений в чувствительных элементах 4 растут их электросопротивления, причем в различных участках по длине элементов 4 этот рост будет иметь различную интенсивность (наибольшую в средней части пластины I). Резисторы, полученные напылением, испытывают при циклических нагруз- 10 ках. Установлено, что они имеют пороговую чувствительность к амплитудам нагрузок. При амплитудах ниже пороговой чувствительности роста электросопротивлений не происходит. За счет этого свойства и регулировки профиля пластины 1 по длине каждая часть чувствительных элементов 4 между соответствующими выходными контактами представляет собой накопитель циклов деформирования с известными амплитудами. Подсоединяя в момент контроля к выходным

15

нием на поверхность усилителя 6. Между 20 контактам прибор для измерения электропластиной I и поверхностью конструкции 3 помещена прокладка 7.

Датчик усталостных повреждений работает следующим образом.

сопротивлении, можно произвести измерение изменений их величин, а по данным предварительной тарировки установить сколько циклов и каких амплитуд имело место при нагружении конструкции 3. По этим данным оцениваются характеристики ее усталостной долговечности и, в частности, индивидуальный остаточный ресурс.

До начала эксплуатации конструкции 3 к ее поверхности в контролируемом месте приклеивают или приваривают подкладки 2, помещают свободно прокладку 7 для демпфирования колебаний пластины 1 усилителя деформации, которая приклеивается или приваривается к подкладкам 2. Необходимо обеспечить предварительное растяжение Пластины 1 в продольном направлении. Для этого, нанример, указанные выше операции можно проделать на ненагруженной конструкции 3 или предварительно нагрузить ее так, чтобы в исследуемом месте появились сжимающие напряжения. Величина характерней амплитуды эксплуатационного циклического нагружения в исследуемом месте конструкции 3 определяется предваритель25

30

35

сопротивлении, можно произвести измерение изменений их величин, а по данным предварительной тарировки установить сколько циклов и каких амплитуд имело место при нагружении конструкции 3. По этим данным оцениваются характеристики ее усталостной долговечности и, в частности, индивидуальный остаточный ресурс.

Выполнение двух одинаковых тензочувст- вительных элементов, расположенных симметрично на пластине 1, позволяет осреднить их показания, уменьшая влияние случайных несовершенств изготовления датчика.

Формула изобретения

Датчик усталостных повреждений конструкций, содержащий механический усилитель деформаций и тензочувствительные элементы с выходными контактами, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений при полигармонических процесной экспертной оценкой. Исходя из этой 40 сах нагружения, механический усилитель

величины выбирается профиль пластины усилителя деформаций и его минимальная жесткость, обеспечивающая максимальный коэффициент усиления базовой деформации. Регулировку профиля по длине можно выполнить, например, фрезерованием.

При циклическом деформировании в процессе эксплуатации конструкции 3 происходит и циклическое деформирование уси45

деформаций выполнен в виде симметричной пластины переменной ширины, одна из плоскостей которой предназначена для крепления к исследуемой конструкции, тензочувствительные элементы выполнены в виде двух нанесенных на другую плоскость пластины симметричных относительно ее оси параллельных полос, а выходные контакты равномерно распределены по их длине.

лителя, причем базовая деформация усиливается в средней части пластины 1 усилителя С течением времени в результате накопления усталостных повреждений в чувствительных элементах 4 растут их электросопротивления, причем в различных участках по длине элементов 4 этот рост будет иметь различную интенсивность (наибольшую в средней части пластины I). Резисторы, полученные напылением, испытывают при циклических нагруз- 0 ках. Установлено, что они имеют пороговую чувствительность к амплитудам нагрузок. При амплитудах ниже пороговой чувствительности роста электросопротивлений не происходит. За счет этого свойства и регулировки профиля пластины 1 по длине каждая часть чувствительных элементов 4 между соответствующими выходными контактами представляет собой накопитель циклов деформирования с известными амплитудами. Подсоединяя в момент контроля к выходным

5

0 контактам прибор для измерения электроконтактам прибор для измерения электро

сопротивлении, можно произвести измерение изменений их величин, а по данным предварительной тарировки установить сколько циклов и каких амплитуд имело место при нагружении конструкции 3. По этим данным оцениваются характеристики ее усталостной долговечности и, в частности, индивидуальный остаточный ресурс.

Выполнение двух одинаковых тензочувст- вительных элементов, расположенных симметрично на пластине 1, позволяет осреднить их показания, уменьшая влияние случайных несовершенств изготовления датчика.

Формула изобретения

Датчик усталостных повреждений конструкций, содержащий механический усилитель деформаций и тензочувствительные элементы с выходными контактами, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений при полигармонических процессах нагружения, механический усилитель

5

деформаций выполнен в виде симметричной пластины переменной ширины, одна из плоскостей которой предназначена для крепления к исследуемой конструкции, тензочувствительные элементы выполнены в виде двух нанесенных на другую плоскость пластины симметричных относительно ее оси параллельных полос, а выходные контакты равномерно распределены по их длине.

фиг. 2

Изобретение относится к измерительной технике для определения уровня усталостных повреждений конструкций. Цель изобретения - повышение точности измерений при полигармонических процессах нагружения. Пластину 1 жестко приклеивают или приваривают к подкладкам 2, которые приклеивают или приваривают к испытуемой конструкции 3, создав в ней предварительные напряжения. Пластина 1 выполнена симметричной с переменной шириной. На пластину 1 нанесены напылением две полосы тензорезистора, выполняющие функции тензочувствительных элементов. Вдоль по Длине полос равномерно расположены выходные контакты. При циклических деформациях конструкции 3 усилитель по- разному усиливает деформации. Поскольку резисторы имеют пороговую чувствительность, каждая часть между соответствующими выходными контактами представляет собой накопитель циклов деформирования с известными амплитудами. 2 ил. о