Датчик усталостностых повреждений конструкций

 

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 поразному усиливает деформации. Поскольку резисторы имеют пороговую чувствительность , каждая часть между соответствующими выходными контактами представляет собой накопитель циклов деформирования с известными амплитудами. 2 ил. о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4147225/25-28 (22) 14.11.86 (46) 15.06.88. Бюл. № 22 (7! ) Институт машиноведения им. А. А. Благонравова (72) В. В. Болотин, Н. Н. Добромыслов, С. М. Набойшиков, В. В. Краснокутский и М. Ю. Панов (53) 620.178 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1188522, кл. G 01 N 3/32, 1985. (54) ДАТЧИК УСТАЛОСТНЫХ ПОВРЕ)КДЕНИЙ КОНСТРУКЦИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике для определения уровня усталостных повреждений конструкций. Цель изобретения — повышение точности измерений при полигармонических процессах

„„SU„„1402801 А 1 (5И 4 G 01 В 7 18 G 01 х1 3 32 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, выполняюшие функции тензочувствительных элементов. Вдоль по длине полос равномерно расположены выходные контакты. При циклических деформациях конструкции 3 усилитель поразному усиливает деформации. Поскольку резисторы имеют пороговую чувствительность, каждая часть между соответствуюшими выходными контактами представляет собой накопитель циклов деформ ирования с известными амплитудами. 2 ил.

1402801

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 I 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 напылением на поверхность усилителя 6. Между пластиной 1 и поверхностью конструкции 3 помещена прокладка 7.

Датчик усталостных повреждений работает следующим образом.

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, например, указанные выше операции можно проделать на ненагруженной конструкции 3 или предварительно нагрузить ее

":àê, чтобы в исследуемом месте появились сжимающие напряжения. Величина характерной амплитуды эксплуатационного циклического нагружения в исследуемом месте конструкции 3 определяется предварительной экспертной оценкой. Исходя из этой величины выбирается профиль пластины 1 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 усилителя, 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

t причем в различных участках по длине элементов 4 этот рост будет иметь различную интенсивность (наибольшую в средней части пластины 1). Резисторы, полученные напылением, испытывают при циклических нагруз-!

О 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 контактам прибор для измерения электросопротивлений, можно произвести измерение изменений их величин, а по данным предварительной тарировки установить сколько циклов и каких амплитуд имело место при

25 нагружении конструкции 3. По этим данным оцениваются характеристики ее усталостной долговечности и, в частности, индивидуальн ы и о с таточ ный ресурс.

Выполнение двух одинаковых тензочувствительных 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, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения точности измерений при полигармонических процес40 сах нагружения, механический усилитель 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.

1402801

Составитель Д. Поспелов

Редактор A. Долинич Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Заказ 2843/27 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4