Способ определения сроков службы строительных материалов

Авторы патента:

G01N3/00 - Исследование прочностных свойств твердых материалов путем приложения к ним механических усилий (тензометры G01B; измерение механических напряжений вообще G01L 1/00)

Владельцы патента RU 2760177:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тамбовский государственный технический университет» (ФГБОУ ВО «ТГТУ») (RU)

Предложение относится к области строительства и может быть использовано при определении расчетных сроков службы строительных материалов. Способ определения срока службы строительного материала заключается в том, что на шестипозиционном стенде образцы материала в количестве не менее 6 нагружают не менее 5 значениями некритической нагрузки при трех постоянных температурах с фиксацией времени до разрушения, для определения сроков службы строительных материалов определяют граничные условия: логарифм периода колебания кинетической единицы lgτ₀, являющийся термофлуктуационной константой обобщенного уравнения Журкова, предельное напряжение σ_m и предельную температуру существования твердого тела T_m, также являющуюся термофлуктуационной константой обобщенного уравнения Журкова. Логарифм периода колебания кинетической единицы и предельное напряжение определяют координатами точки полюса семейства веерообразных прямых температур, а предельную температуру существования твердого тела находят из линейной зависимости тангенса угла наклона прямых температур графика lgτ – σ исходя из условия, что при предельной температуре существования твердого тела тангенс угла наклона прямой равен нулю. Срок службы определяют как сумму логарифма периода колебания кинетической единицы и произведения 2,3 на значение углового коэффициента, взятого с обратным знаком, прямой зависимости обратной температуры, увеличенной в 1000 раз, от изменения углового коэффициента прямых температур графика, построенного в координатах «логарифм времени – напряжение», на разницу между предельным и действующими напряжениями и на разницу обратных значений действующей и предельной температур. Технический результат - упрощение определения констант при сокращении трудозатрат, требуемых на определение сроков службы строительных материалов, и увеличение надежности проводимого прогноза. 1 ил.

Предложение относится к области строительства и может быть использовано при определении расчетных сроков службы строительных материалов.

За аналог принят способ определения долговечности изделий из хрупкого материала (патент на изобретение №2359244). Способ основан на том, что образцы испытывают до разрушения при стационарном режиме, фиксируют их долговечности и по полученным результатам судят о долговечности изделия при заданном режиме нагружения. Такой способ не позволяет надежно теоретически определять сроки службы материала.

За прототип принят способ определения термофлуктуационных констант обобщенного уравнения Журкова известный из литературы (Прогнозирование поведения строительных материалов при неблагоприятных условиях эксплуатации: учебное пособие / В.П. Ярцев, О.А. Киселёва. – Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2009. – 124 с.). Способ основан на том, что по полученным экспериментальным данным логарифма долговечности от напряжения, которые были статистически обработаны, при трех различных температурах строится семейство веерообразных прямых, сходящихся в точке. Далее построенные прямые температур перестраиваются в прямые напряжений графика, построенного в координатах «логарифм долговечности – обратная температуры». Для этого выбираются три напряжения и находятся точки их пересечения с прямыми температур. Две из четырех термофлуктуационных констант (lgτ₀ и T_m) находятся из координат точек пересечения графика, построенного в координатах lgτ – 1000/T_m. Оставшиеся две константы находятся из графика, построенного в координатах U–σ. Определенные таким способом константы входят в обобщенное уравнение Журкова, с помощью которого и определяют срок службы строительных материалов. В данном случае для определения сроков службы также используются условия эксплуатации. Недостатком такого способа определения термофлуктуационных констант обобщенного уравнения Журкова является сложность определения констант, связанная с необходимостью наличия у лица осуществляющего прогнозирования специальной узконаправленной подготовки, и высоких трудозатрат, а также к ним относятся значительные погрешности, возникающие при определении констант.

Технической задачей является упрощение определения констант при сокращении трудозатрат требуемых на определение сроков службы строительных материалов и увеличение надежности проводимого прогноза.

Поставленная техническая задача достигается тем, на шестипозиционном стенде образцы материала в количестве не менее 6 нагружают не менее 5 значениями некритической нагрузки при трех постоянных температурах с фиксацией времени до разрушения. Для определения сроков службы строительных материалов определяют граничные условия: логарифм периода колебания кинетической единицы lgτ0, являющегося термофлуктуационной константой обобщенного уравнения Журкова, предельное напряжение σm и предельную температуру существования твердого тела Tm, также являющуюся термофлуктуационной константой обобщенного уравнения Журкова. Логарифм периода колебания кинетической единицы и предельное напряжение определяют координатами точки полюса семейства веерообразных прямых температур. Предельная температура существования твердого тела находят из линейной зависимость тангенса угла наклона прямых температур графика lgτ – σ, исходя из условия, что при предельной температуре существования твердого тела тангенс угла наклона прямой равен нулю. Срок службы определяют как сумма логарифма периода колебания кинетической единицы и произведения 2,3 на значение углового коэффициента взятого с обратным знаком прямой зависимости обратной температуры увеличенной в 1000 раз от изменения углового коэффициента прямых температур графика, построенного в координатах «логарифм времени – напряжение» на разницу между предельным и действующими напряжениями и на разницу обратных значений действующей и предельной температур.

Сущность предложения поясняется чертежами, где:

На фигуре 1 изображена схема установки для проведения испытания.

Шестипозиционный стенд состоит из рамы 1, выполненной из уголков. На опорной площадке рамы 2 установлены опорные стержни 3 на расстоянии друг от друга равным пролету балки. Образец 4 помещается на опорные тумбы и нагружается с помощью грузового устройства 5. Повышенная температура создается стержневыми электронагревателями 6. Для снижения теплопотерь и создания направленного теплового потока на опорную площадку установлен и закреплен на раме кожух 7. Температура задается ЛАТРом 1М 220В-9А, а регулируется потенциометром ЭПВ2-11А гр. ХК 0300 °С и дополнительно контролируется термометром с точностью 1 °С. Термопара и шарик термометра расположены в зоне разрушения рабочего участка образца.

Для устранения влияния механических колебаний при разрушении образцов использовалось демпфирующее устройство – ёмкость, заполненную песком, сверху которого уложен резиновый ковёр толщиной 20 мм.

При определении долговечности образец, предварительно выдержанный в течение длительного времени при температуре и влажности проведения эксперимента, помещался на опорные стержни испытательного стенда и нагружался не критичной нагрузкой. Срок службы определяется при не менее 5 различных напряжениях и 3 температурах. По полученным результатам строиться график в координатах логарифм времени – напряжение и определяется точка пересечения прямых температур (полюс). Ордината точки полюса дает значение константы lgτ0. Абсцисса точки полюса дает значение предельного напряжения σm. Предельная температура существования твердого тела Tm находится из линейной зависимость тангенса угла наклона прямых температур полученного графика.

Срок службы материала находится на основании определенных граничных условий, предполагаемых условий эксплуатации и скорости изменения долговечности от изменения напряжения и температуры по формуле: , что позволяют определять долговечность строительных материалов без определения термофлуктуационных констант γ и U0, что в свою очередь не требует дополнительных перестроений графиков, в связи с чем облегчается процесс прогнозирования и повышается точность производимых расчетов.

Способ определения срока службы строительного материала, заключающийся в том, что на шестипозиционном стенде образцы материала в количестве не менее 6 нагружают не менее 5 значениями некритической нагрузки при трех постоянных температурах с фиксацией времени до разрушения, для определения сроков службы строительных материалов определяют граничные условия: логарифм периода колебания кинетической единицы lgτ₀, являющийся термофлуктуационной константой обобщенного уравнения Журкова, предельное напряжение σ_m и предельную температуру существования твердого тела T_m, также являющуюся термофлуктуационной константой обобщенного уравнения Журкова, причем логарифм периода колебания кинетической единицы и предельное напряжение определяют координатами точки полюса семейства веерообразных прямых температур, а предельную температуру существования твердого тела находят из линейной зависимости тангенса угла наклона прямых температур графика lgτ – σ исходя из условия, что при предельной температуре существования твердого тела тангенс угла наклона прямой равен нулю; при этом срок службы определяют как сумму логарифма периода колебания кинетической единицы и произведения 2,3 на значение углового коэффициента, взятого с обратным знаком, прямой зависимости обратной температуры, увеличенной в 1000 раз, от изменения углового коэффициента прямых температур графика, построенного в координатах «логарифм времени – напряжение», на разницу между предельным и действующими напряжениями и на разницу обратных значений действующей и предельной температур.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Способ регистрации координат дефектов элементов летательных аппаратов типа тел вращения, содержащий операцию вращения элементов летательных аппаратов (ЭЛА) и операцию регистрации угловой и линейных координат, отличающийся тем, что координаты дефектов регистрируются и запоминаются при их обнаружении по сигналу первичных преобразователей, причем координаты дефекта в пространстве могут быть определены по количеству оборотов ЭЛА вокруг своей оси относительно начальной точки отсчета при механической связи вращения ЭЛА с перемещением датчика высоты.

Машина испытательная сервогидравлическая горизонтальная для испытаний тросов, канатов, строп и образцов материалов длиной до десяти метров // 2753981

Использование: изобретение относится к средствам (испытательным машинам) и методам механических испытаний тросов, канатов, строп и образцов материалов на растяжение. Сущность: машина состоит из нагружающего устройства, предназначенного для деформирования испытуемого изделия, насосной установки, обеспечивающей функционирование нагружающего устройства и системы управления нагружением испытуемого изделия и измерения и записи параметров испытаний.

Способ определения предела текучести материала при дробеструйной обработке // 2746851

Изобретение относится к технологиям упрочнения деталей авиационных двигателей с помощью дробеструйной обработки деталей. Способ определения пластических свойств материала при дробеструйной обработке деталей включает дробеструйную обработку контрольной пластины, изготовленной из материала обрабатываемой детали, измерение остаточных напряжений в контрольной пластине и определение толщины наноструктурированного слоя.

Способ сейсмоакустической оценки деформационно-прочностных характеристик грунта // 2734453

Изобретение относится к строительству, в частности к контролю качества прочностных характеристик грунтов. Предложен способ сейсмоакустической оценки деформационно-прочностных характеристик грунта, включающий предварительное установление корреляционных зависимостей между деформационно-прочностными характеристиками определенного вида грунта и скоростями прохождения продольных и поперечных упругих волн в данном виде грунта, измерение скорости прохождения продольных и поперечных упругих волн в исследуемом грунте и оценку деформационно-прочностных характеристик исследуемого грунта с использованием установленных корреляционных зависимостей.

Снижение сил расширения, создаваемых материалами для хранения аммиака // 2721007

Изобретение относится к хранению аммиака в твердом материале. Описан способ управления величиной механических сил, прикладываемых твердым материалом для хранения аммиака к стенкам контейнера, содержащего материал для хранения в своем внутреннем объеме, когда материал для хранения подвергают насыщению / повторному насыщению аммиаком внутри указанного контейнера для хранения, причем указанный способ включает:а.

Способ определения парциальных частот управляемой поверхности летательного аппарата и устройство для его осуществления // 2715369

Изобретение относится к области авиационной или ракетной техники, а именно к измерению необходимых при исследовании флаттера частотных характеристик (парциальных частот) управляемой поверхности (УП) летательного аппарата (ЛА). Предлагается способ, в котором закрепляют в пространстве летательный аппарат или его отсек с управляемой поверхностью и ее приводами, прикрепляют к управляемой поверхности вибродатчики и силовозбудители электродинамического типа, точки приложения сил которых расположены по разные стороны от оси вращения УП на одинаковом расстоянии от оси вращения УП и на одинаковом расстоянии от заделки оси вращения УП на корпусе ЛА проекции точек приложения сил на эту ось, собирают остальные элементы устройства, описанные ниже в описании устройства изобретения, подают электрическое питание, в том числе и на привод УП для обеспечения его рабочего состояния.

Способ теплопрочностных испытаний керамических обтекателей // 2712197

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к проведению тепловых испытаний керамических обтекателей. Способ тепловых испытаний керамических обтекателей включает нагрев обтекателя, измерение температуры и подачу газовой смеси.

Способ контроля тонкостенных стеклопластиковых оболочек // 2710519

Изобретение относится к технике наземных испытаний элементов летательных аппаратов. Способ контроля тонкостенных стеклопластиковых оболочек включает измерение датчиками перемещений поверхности оболочки при ее вращении вокруг своей оси без создания перепада давления и с созданием перепада давления, а поле перемещений поверхности оболочки рассчитывают по разности показаний датчиков перемещений поверхности оболочки при ее вращении вокруг своей оси и перемещений поверхности оболочки при ее вращении вокруг своей оси с одновременным созданием перепада давления по стенке оболочки.

Устройство для подготовки образца керна к определению трещиностойкости // 2708847

Изобретение относится к горному делу, в частности к нефтегазодобывающей промышленности, и касается устройств для подготовки керна с целью определения их трещиностойкости. Устройство для подготовки образца керна к определению трещиностойкости включает основание с установленным на нем устройством для размещения керна, измерительные шкалы, при этом основание выполнено в форме прямоугольника с двумя продольными параллельными направляющими и оснащено линейкой, причем направляющие выполнены прямоугольной формы.

Способ проведения инженерно-геологических изысканий // 2706284

Изобретение относится к области строительства и предназначено для инженерно-геологических изысканий и проектирования оснований зданий и сооружений. Техническим результатом является сокращение сроков строительства зданий и сооружений путём совмещения этапов инженерно-геологических исследований и проектирования оснований зданий и сооружений, повышение точности исследования свойств грунтов.