Устройство для определения накопленных усталостных повреждений конструкции Советский патент 1983 года по МПК G01N3/32 G01B7/16 

Изобретение от.носится к устройствам для определения накопленных . усталостных повреждений в узлах и элементах конструкций и машин и может быть применено для оценки величины усталостных повреждений и остаточного ресурса в различных узлах конструкций и машин, находящихся в реальных условиях эксплуатации, что позволяет оценивать их надежность и , уточнять сроки проведения профилактических мероприятий.

Известно устройство для определения накопленных усталостных повреждений конструкций, содержащее две расположенные в одной плоскости пласти ны, консольно устанавливае1 1е на исследуемую конструкцию, направляющую/ размещенную на одной из пластин, дополнительную пластину, установленную на направляющей с возможностью перемещения параллельно плоскости консольных пластин, шарнирный рычаг и возвратную пружину, закрепленные одними концами на одной из консольных пластин, а другими - на подвижной пластине, и чувствительный элемент, одним концом закрепленный на подвижной пластине, а другим - на второй консольной пластине С13.

Недостаток устройства - отсутствие соответствующих степеней свободы усилителя деформации, что не обеспачива т высокий уровень надежности устройства.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для определения накопленных усталостных повреждений конструкции,

10 содержащее две опоры, усилитель деформации в виде двух пластин, консольно закрепленных на onopajc и обращенных одна к другой свободными концами, чувствительные элементы, раз15маденные на ленте, и лентопротяжный механизм t2 .

К недостаткам устройства относятся ненадежность работы при длительной эксплуатации, так как при передвиж20ка возникает сдвиг по амплитуде деформации чувствительных элементов относительно деформации конструкции, что снижает точность измерения. Кроме того, получаемые данные не позво25 ляют определить статистический уровень накопленных усталостных повреждений конструкции.

Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измере30 ния.

Указанная цель достигается тем, что у-стройство для определения накопленных усталостнык повреждений конструкций, содержащее две опоры усилитель деформации, соединенный с опорами, и чувствительные элементы, размещенные на усилителе деформации/ снабжено натяжным механизмом в виде (пластины и винтовой тяги, жестко соедиванной одним концом с поверхностью пластины, усилитель деформации выпол ней в виде двух стоек, шарнирно сое.ЦИН9ННЫХ одними концами с опорами, и перекладины, шарнирно соединенной с другими концами стоек, чувствительные элементы выполнены в виде кассет про волочных сопротивлений и закреплены в параллельных между собой горизонтальных пазах, выполненных в.одной из стек и пластине а резьбовой конец тяги связан с другой стойкой..

На фиг.1 изображена принципиальна схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - кассета чувствительных элементов.

Устройство содержит две опоры 1 и 2, которые жестко прикрепляются к.пр верхности исследуемой конструкции 3, усилитель деформации, выполненный в виде двух стоек 4 и 5, шарнирно соединенных одними концами с опорами 1 и 2, и перекладины 6, шарнирно соединенной с другими концами стоек. Фиксирование стоек 4 и 5 осуществляется с помощью пружин 7. Устройство снабжег{о натяжным механизмом в виде пластины 8 и винтовой тяги 9, жестко соединенной одним концом с поверхностью пластины 8, а другим резьбовым концом - со стойкой 4. На поверхности пластины 8 и стойке 5 выполнены параллельные между собой горизонтальные пазы 10 и 11. Чувствительные элементы выполнены в виде, кассет 12 проволочных сопротивлений 13 и закреплены в пазах 10 ц. 11 кассеты имеют токопроводящие обоймы 14, с токоприемниками 15. Плоскость кассет оклеена с двух сторон тонкой диэлектрической пленкой i6. Четыре стержня 17, жестко закрепленные на пластине 8, проходят через отверстия 18 в стойке 4.

Устройст-во для определния накопленных усталостных повреждений конструкций работает следующим образом.

Усилитель деформации с размещенными в нем кассетами 12 (фиг.1) закрепляется на поверхности исследуемой конструкции 3 в направлении действие набольших растягивающих напряжений. Поворотом винтовой тяги 9 на определенный угол достигается требуемый уровень предварительного натяжения проволочных сопротивлений 13. В этом положении устройство готово к работе

Нагружение конструкции влечет за собой изменение взаимного расположения опор 1 и 2, что приводит к деформированию проволочных сопротивлений 13, при этом их относительная деформация зависит от уровня их размещения от поверхности конструкции. Каждая кассета 12 подвергается одинаковому спектру нагрузок, но с разной амплитудой, которая уменьшается по высоте устройства. Нижние кассеты 12 предназначены для малых времен наблюдения, а верхние - для больших, в результате накопления усталостных повреждений чувствительные элементы разрушаются. Начальное омичаское сопротивление проволочных сопротивлений 13 иэвестно. Так как проволочные сопротивления 13 соединены между собой параллельно с помощью обойм 14, то обрыв любого из них приводит к изменению общего омического сопротивления кассеты. При периодических профилактических мероприятиях омическое сопротивление измеряется nptf помощи стандартного портативного прибора (не показан), подключаемого к токоприемникам 15. Непрерывный контроль производится при помоащ автоматического цифрового счетчика (не показан) подключаемого к тем же токоприемникам

Использование предлагаемого устройства позволяет получить более точные и надежные результаты о величине усталостных повреждений конструкций, что дает возможность более точно оценивать остаточный ресурс конструкций.

Формула изобретения

Устройство для определения накопленных усталостных повреждений конструкций, содержащее две опоры, усилитель деформации, соединенный с опорами, и чувствительные элементы, размещенные t«a усилителе деформации, о тличающееся тем, что, с цель повышения точности и расширения диапазона времени измерения, оно снабжено натяжным механизмом в виде пластины и винтовой тяги, жестко соединенной одним концом с поверхностью пластины, усилитель деформации выполнен в виде двух стоек, шарнирно соединенных одними концами с опорами, и перекладины, шарнирно соединенной с другими концами стоек, чувствительные элементы выполнены в виде кассет проволочных сопротивлений и закреплены в параллельных между собой горизонтальных пазах, выполненных в одной из стоек и пластине, а резьбовой конец тяги связан с другой стойкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР № 555276, кл. G, 01 В 7/18, 1979.

2.Авторское свидетельство СССР № 666468, кл, G 01 N 3/32, 1976 (прототип).

Фиг.

/4xJ

/2

X

1

Ь Фиг г