Способ и устройство для измерения остаточных напряжений в сварных металлических конструкциях Советский патент 1950 года по МПК G01B5/30 

Известные способы и устройства измерения остаточных напряжений в сварных металлических конструкциях, осуществляемые применение.м тензометров, сложны, не надежны, исключают возможность выявления напряжений на расстоянии, при эксплуатации на криволинейных поверхностях и т. д.

Описываемый способ основан на измерении смещений отдельных точек на поверхности конструкций при искусственном нарущении равновесия путем сверления отверстий либо путем разреза участков конструкциг в зоне измерения.

В устройстве для осуществления способа измерения применяются струны.

Отличительная особенность предлагаемого способа состоит в том, что величины нанряжения определяют по разности перемещений двух пар точек, расположенных попарно на двух взаимно перпендикулярных радиусах, точка пересечения которых совпадает с центром отверстия, просверленного в испытываемой конструкции.

Предлагаемый способ и устройство, расширяя комплекс измерений, упрощают и усоверщенствуют их.

На фиг. 1, 2 и 3 схематически изображено устройство в трех проекциях; на фиг. 4-кинематическая схема и на фиг. 5-струна с амортизатором.

Тензометры / регистрируют перемещения намеченных точек с помощью струн 2 с амортизаторами 3, прикрепленными к подвижным призмам тензометров при помощи рычагов 4 и 5, подвешенных подвесками 6 к консолям 7.

Натяжение струн производится винтами упора 8 и преследует цель устранить «мертвый ход в месте нрикрепления струны к точке и преодолеть силу трения, возникающую в устройстве.

№ 83882- 2 Струны снабжены с одного конца отверстием для их закрепления в месте измеряемой деформации нри помощи предварительно надрубленных волокон металла конструкции. Противоположные концы струп неподвижно крепятся в пружинных держателях и слул.ат для установки на их новерхности подвижных рычагов тензометров.

Устройство опирается на деталь испытуемой конструкции через неподвижную опору 9 и подвижную опору 10 и прикрепляется специальной струбциной, состоящей из рычага //. захвата 12 и из винта унора 13, через подвеску 14, шарнирно прикрепленную к соединительной планке /5, объединяющей отдельные части в единый прибор.

Неподвижная опора 9 состоит из двух ножек и стойки 16, KOTOpavi прикрепляется к стенкам тензометра винтом.

Подвижная опора 10 представляет собой каток, на который опирается тензометр через опорную планку 17, прикрепленную винтом 18 к стенкам тензометра. Каток подвешивается к соединительной планке 15 через подвеску.

Прикрепление рычажной струбцины к детали осуществляется с помощью захвата 12 и двух встречных засечек.

Ограничитель 19 препятствует перемещению захвата вдоль рычага ;;.

Благодаря применению такой конструкции захвата представляется возможным устанавливать устройство в любом положении и на любом расстоянии от кромки детали.

При установке захвата около кромки детали рекомендуется пользоваться дополнительными планкой и струбциной.

При измерении необходимо пользоваться следующими указаниями (фиг. 4).

После установки устройства необходимо убедиться в ее правильности.

Для этой цели струна нагревается от горящей спички со стороны точки касания к детали конструкции к амортизаторам. Нагрев струны полезно производить также со стороны амортизатора.

Возникающие при этом в струне температурные деформации вынуждают прибор работать. Если прибор установлен правильно, то после охлаждения струны показания его одинаковы, температурные деформации полностью поглощаются амортизаторо.м и отклонения стрелки на приборе не происходит.

Величины напряжений определяются по разности перемещений двух пар точек, которые расположены попарно на двух взаимно перпендикулярных радиусах. Точка пересечения радиусов должна совпадать с центром отверстия, просверленного в испытываемой конструкции.

Точки 20 и 21 не должны располагаться от центра отверстия на расстоянии меньще 1а и За ( -/аи За).

В то же время точки 22 и 23 не следует располагать от центра отверстия дальще 4а и 5а ( ; 4а и 5а).

Таким образом, база прибора определяется пределами около -За.

Расстояние от центра отверстия до края элемента не должно быть меньще За, т. е. трех радиусов. В противном случае в расчетные формулы должны быть внесены соответствующие поправки.

Измерение остаточпых напряжений на кромках детали с помощью устройства необходимо делать там, где это возможно, с помощью надрезов ножовкой. Надрезы делаются у крайней точки на расстоянии от нее 1-2 мм; волокна металла конструкции отгибаются для крепления концов струн.

Переход от деформаций к напряжению производится но формуле, принятой для тензометров.

Расстояния 6,, 2, 3. 4 измеряются с номощью штангенциркудч с точностью до 0,1 мм.

Предмет изобретения

1.Способ измерения остаточных напряжений в сварных металлических конструкциях, в частности железнодорожных мостах, основанный на измерении смещений отдельных точек на поверхности конструкций нри искусственном нарушении равновесия путем сверления отверстий либо разреза участков конструкции в зоне измерения, отличающийс я тем, что величины напряжения определяются по разности перемещений двух пар точек, расположенных попарно на двух взаимно перпендикулярных радиусах, точка пересечения которых совпадает с центром отверстия, просверленного в испытываемой конструкции.

2.Устройство для осуществления способа по п. 1 с использованием для измерения смещения тензометров, отличающееся тем, что, с целью фиксации величины перемещений вдали от места их возникновения, применен ряд тонких стержней или струн, снабженных с одного конца отверстием для их закрепления в месте измеряемой деформации при помощи предварительно надрубленных и отогнутых волокон металла конструкции, противоположные концы которых, неподвижно закрепленные в пружинных держателях, служат для установки иа их поверхности подвижных рычагов тензометров.

фиг./

(ригг

Ттттттг тгпГ I / Ттт г|ггттП ча JQ 0 ОН «О JO ,0

Фиг 4