Способ измерения продольной деформации тонкостенной оболочки Советский патент 1982 года по МПК G01B17/04 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОДОЛЬНОЙ ДЕФОРМАЦИИ ТОНКОСТЕННОЙ ОБОЛОЧКИ

1

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению деформаций тонкостенных деталей типа оболбчек и может быть использовано при определении деформированного состояния элементов сооружений, резервуаров, трубопроводов из металлических и неметаллических конструкционных материалов в широком диапазоне упругих и пластических деформаций.

Известен способ измерения дефррмайи« тонкостенной оболочки, заключающийся в том, что в оболочке выполняют посадочное гнездо для упругого элемента датчика больших деформаций, устанавливают датчик тензометрического типа ц гнездо и по его показаниям судят о величине деформации 1.

Однако этот способ неприменим в тех случаях, когда требуется неразрушающий контроль оболочек.

Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения продольной деформации тонкостенной оболочки, заклюг чающийся в том, что на оболочку устанавливают наклонные излучатель и приемник ультразвуковых колебаний, выполненные так, что в оболочке возникают поверхноетные акустические волны, перемещают приемник относительно излучателя так, чтобы определить пространственное положение максимумов амплитуды колебаний и по изменению расстояния прохождения продоль5 ных колебаний между излучателем и приемником судят о деформации оболочки 2.

Однако этот способ не-позволяет обеспечить требуемую точность, измерений, так . как на положение максимумов амплитуды колебаний влияет скорость распространения

10 ультразвука в материале оболочки, зависящая от соотношения продольной и поперечной деформации, амплитуды возбуждаемых колебаний, температуры, структуры материала оболочки и т. п.

15 Цель изобретения - повыщение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что на оболочкуустанавливают также излучателиприемники ультразвуковых колебаний, нормальных к поверхности оболочки, измеряют

20 время прохождения прямой и отраженной волны, изменяют в зависимости от результата измерения амплитуду возбуждающего сигнала излучателя-приемника по экспоненциальному закону, наклонные излучатель и приемник устанавливают по разные стороны оболочки так, чтобы оси максимальной чувствительности излучателя и приемника находились на одной прямой, а угол между этой прямой и касательной к поверхности оболочки находился в пределах, ограниченных критическими значениями угла ввода колебаний, измеряют время прохождения колебаний, изменяют в зависимости от результата измерений амплитуду возбуждающего сигнала наклонного (злучателя, повторно измеряют интервалы времени прохождения нормальных « продольных колебаний и по совокупности измеренных величин судят о деформации оболочки.

На чертеже представлена схема реализации предлагаемого способа.

Способ осуществляют следующим образом.

На оболочку 1 устанавливают наклонные излучатель 2 и приемг:-к 3 ультразвуковых колебаний, а также излучатели-приемники 4 и 5 ультразвуковых колебаний, нормальных к поверхности оболочки, измеряют время прохождения прямой и отраженной волны, изменяют в зависимости от результата измерения амплитуду возбуждающего сигнала излучателя приемника 4 и 5 по экспоненциальному закону, наклонные излучатель 2 и приемник 3 устанавливают по разные стороны оболочки 1, так, чтобы оси максимальной чувствительности излучателя 2 и приемника 3 оболочки 1 находились на одной прямой, а угол между этой прямой и касательной к поверхности оболочки 1 находилс в пределах, ограниченных критическими значениями угла ввода колебаний, измеряют время прохождения колебаний, изменяют в зависимости от результата измерений амплитуду возбуждающего сигнала наклонного излучателя 2, повторно измеряют интервалы времени прохождения нормальных и продольных колебаний и по совокупности измеpeHHbix величин судят о деформации оболочки.

Предлагаемый способ позволяет одновременно определять продольные и нормальные к поверхности деформации в таком широком диапазоне деформаций, который не может быть перекрыт с требуемой точностью другими методами. Возможность получения информации в Цифровой форме также является преимуществом этого способа, так как это облегчает обработку результатов измерений на ЭВМ, гарантирует сохранение точности при измерении быстропротекающих процессов, упрощает хранение информации в процессе эксперимента. В качестве примера использования способа можно указать определение деформации оболочек надувных сооружений типа складов в натурных условиях. Повыщение точности измерений на таких объектах дает существенную экономию конструкционных материалов для изготовления оболочек вследствие рационального распределения несущей способности материала, производимого по результатам экспериментов.

Формула изобретения

Способ измерения продольной деформации тонкостенной оболочки, заключающийся в том, что на оболочку устанавливают наклонные излучатель и приемник ультразвуковых колебаний, измеряют параметры прохождения продольных колебаний от излучателя до приемника и по ним судят о деформации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, на оболочку устанавливают также излучателиприемники ультразвуковых колебаний, нормальных к поверхности оболочки, измеряют

время прохождения прямой и отраженной волны, изменяют в зависимости от результата измерения амплитуду возбуждающего сигнала излучателя-приемника по экспоненциальному закону, наклонные излучатель и приемник устанавливают по разные стороны оболочки так, чтобы оси максимальной чувствительности излучателя и приемника находились на одной прямой, а угол между этой прямой и касательной к поверхности оболочки находился в пределах, ограниченных критическими значениями угла ввода колебаний, измеряют время прохождения колебаний, изменяют в зависимости от результата измерений амплитуду возбуждающего сигнала наклонного излучателя, повторно измеряют интервалы времени прохождения нормальных и продольных колебаний и па совокупности измеренных величин судят о деформации оболочки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Авторское свидетельство СССР № 567092, кл. G 01 В 17/00, 1973 (прототип).