Способ измерения статических механических напряжений Советский патент 1978 года по МПК G01L1/12 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к магнитным методам измерения статических механических напряжений в линейных ферромагнетиках, например в стальной арматуре железобетонных конструкций.

Известны способы измерения статических механических напряжений в линейных ферромагнетиках, например в стальной арматуре железобетонных конструкций, которые основаны на магнитноупругом эффекте, т, е.;на зависимости магнитных свойств ферромагнетиков от характера и величины механических напряжений в них, обусловленных внешним силовым воздействием 1 и 2j .

Наиболее близким по технической сущности является способ, по которому на арматуру перед формированием бетонной смеси наносят магнитные метки, по инаукиии наведенного магнитного поля каждой из которых определяют напряжения по предварительно проградуированной шкале, например осцилографа, в который подают выходной сигнал с магниТного зонда

Способ основан на изменении индукции наведенного магнитного поля меток в зависимости от изменения механических напряжений в арматуре СЗ.

Однако способ обеспечивает измерение приращений только в тех железобетонных конструкциях, арматура которых подвергалась локальному намагничиванию в виде магнитных меток в процессе изготовления конструкций. В то же время способ принципиально не позволяет измерять величину механических напряжений в арматуре эксплуатируемых, т. е. уже находяишхся под действием внешней .ста-

тической нагрузки, железобетонных конструкций, на , арматуру которых в период их изготовления не наносились магнитные метки. Целью изобретения является обеспече

нне измерения напряжений в ферромагн тиках, не подвергавшихся до загружения намагничиванию, например в арматуре эксплуатируемых железобетонных конструкций, а также упрощение процесса измерения напряжений. Поставленная цепь достигается тем, что на магнитные метки воздействуют лю бым внешним, исключая силовой, стационарным размагничивающим фактором, и определяют величину энергии размагничивания и по этой величине определяют знаnei-nre механических напряжений в ферромагнетиках. Для упрощения процесса измерения величину напряжений целесообразно находить по значению физической характеристикй, функционально связанной с энергией размагничивающего фактора и однозна но определяющей ее величину, например; по аффективной силе переменного электри ческого тока, пропускаемого через ферро Магнетики с нанесенными магнитными метками, В качестве физического обоснования предлагаемого способа следует считать установленную авторами экспериментально пропорциональную зависимость энергии внешнего размшничивеющего воздействия ОТ значения механических напряжений, действующих в ферромагнитных телах. .Пример ; . Проводят измерение статических механических напряжений в арматуре сборных железобетонных плит перекрытия эксплуатируемого многоэтажного, промышленного здания. Непосредственно перед производством измерения напряжений при помощи накладного электро магнита, питаемого от генератора одиноч ных электрических импульсов, на арматуру конструкций через защитный слой бетона наносят магнитные метки. Затем полимером - феррозондом измеряют начальную индукцию наведенного магнитного поля меток. Далее метки подвергают воздействию внешнего стационарного размагничивающего фактора, уменьшающего индукцию наведенного магнитного поля меток. Для этого на поверхность конструкций в местах расположения меток устанавливают датчики-излучатели ультразвуковых волн, питаемые от мощного источника ультразвуковых колебаний. Находят величину энергии, ультразвука, уменьшакЗщую индукцию наведенного магнитного поля меток в два рази, и по величине этой энергии определяют значения механических напряжений в арматуре с помощью зависимости энергия ульт развука - величина напряжений в арматуре, установленной путем предварительной тарировки в лабораторных условиях. В качестве размагничивающего фактора используют и переменный электрический ток, пропускаемый через арматуру с наеченными магнитными метками. В этом нет необходимости определять веичи1 у энергий переменного тока, уменьающего индукцию наведенного магнитноо поля меток в два раза, а целесообра;эо ограничиться только соответствукацим начением эффективной силы тока - физиеской характеристики, функционально свяанной с энергией и однозначно определяющей ее величину по закону ДжоуляЛенца. При этом тарировочная зависимость выражена как эффективная сила переменного тока - величина напряжений в арматуре. Использование предлагаемого способа измерения статических механических напряж12ний обеспечивает возможность измерений напряжений в ферромагнетиках, находящихся к моменту измерения на любом уровне упругого напряженнодеформированного состояния; дифференцирование напряжений, действуюишх в сварных изолированных стальных трубопроводах на остаточные (температурные) и приращения под нагрузкой. Кроме того, способ обеспечивает неразрущающий контроль качества предварительно напряженных .железобетонтак конструкций, что значительно упрощает методику и технику исследования работы ряда инженерных сооружений под нагрузкой, а также повышает достоверность и оперативность контроля качества сборных железобетонных изделий при одновременном снижении трудозатрат на его организацию. Формула изобретения Способ измерения статических механических напряжений в линейных ферромагнетиках, например в стальной арматуре железобетонных конструкций, включающий локальное намагничивание ферромагнетиков для получения магнитных меток и регистрацию магнитного поля этих меток, отличающийся тем, что, с целью обеспечения измерения напряжений в ферромагнетиках, не подвергавшихся намагничиванию до загружения, на магнитные метки воздействуют любым внешним, исключая силовой, стационарным размагничивающим фактором, и определяют величину энергии размагничивания и по этой величине определяют значение механических напряжений в ферромагнетиках. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе. 1. Авторское свидетельство СССР NO 372465, кл. G OIL 1/12, 1973. 5б,

2, Чилин К. С. Магнитометрическийизготовления железобетонных конструкций,

метод опенки расположения и напряженно Л., ЛДНТП, 1963.

го состояния арматуры и возможности его Авторское свидетельство №i 255820

применения при автоматизации процессакл. G О1 Ь 1/12, 1968.

623119