Способ и устройство для измерения остаточных напряжений в сварных металлических конструкциях

 

Класс 42К, 21оз

421, 20щ

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ1-1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

П. В. Мальцев

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ

НАПРЯЖЕНИЙ В СВАРНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЯХ

Заявлено 22 августа 1946 г. за ¹ 347738 в Министерство путеи сообщ ния С(. СР с присвоением заявки Хе 378207

Известные способы и устройства измерения остаточных напряжений в сварных металлических конструкциях, осуществляемые применением 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 нарушении равновесия путем сверления отверстий либо путем разреза участков конструкции в зоне измерения.

В устройстве для осуществления спосооа измерения применяются струны.

Отличительная особенность предлагаемого способа состоит в том, что величины напряжения 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 усовершенствуют их.

На фиг. 1, 2 и 3 схематически изобра>кено устройство в трех проекциях; на фиг. 4 — кинематическая схема и на фиг. 5 — струна с амортизатором.

Тензометры 1 регистрируют перемещения намеченных точек с помощью струн 2 с амортизаторами 3, прикрепленными к подви>кнhlì 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 прикрепления струны к точке и преодолеть силу трения, возникающую в устройстве. № 83882

Струны снабжены с оде!о! о конца отверстием д;!я их закреп. sепиs» в месте измеряемой деформации при !юмощи предварительно надрубленных волокон металла конструкции. Противоположные концы струi! нсподвижно крепятся в пружинных дер>кателях и служат для установки на их поверхности подвижных рычагов тензометров.

Устройство опирается на деталь испытуемой конструкции через неподвижную опору 9 и подвижную опору 10 и прикрепляется специальной струбциной, состоящей из рычага 11, захвата 12 и из винта упора 18, через подвеску 14, шарнирно прикрепленную к соединительной планке 15, объединяющей отдельные части в единый прибор.

Неподвижная опора 9 состоит из двух ножек и стойки 1б, которая прикрепляется к стенкам тензометра винтом.

Подви>кная опора 10 представляет собой каток, на который опираегся тензометр через опорную планку 1Т, 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 11.

Благодаря применению такой конструкции захвата представляется возмо>кным устанавливать устройство в любом поло>кении и HB любом расстоянии ат кромки детали.

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

При измерении необходимо пользоваться следующими ука.-аниями (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 охла>кдения струны показания его одинаковы, температурные деформации полностью поглощаются амортизатором и отклонения стрелки на приборе не происходит.

Величины напряжений определяются по разности перемещений двух пар точек, которые расположены попарно на двух взаимно перпендику лярных 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 меньше 1а и 8а (b,=b3 1а и 8a).

В то же время точки 22 и 28 не следует располагать от центра отверстия дальше 4а и 5а (b> — b, - 4а и 5a).

Таким образом, база прибора определяется пределами около 8а.

Расстояние от и! нтра отверстия до края элемента не должно быть меньше 8а, т. е. трех радиусов. В прогивном случае в расчетные формулы должны быть внесены соответствующие поправки.

Измерение остаточных напряжений на кромках детали с помощью устройства необходимо делать там, где это возможно, с помощью надр зов по>ковкой. Надрезы делаются у крайней точки па расстоянии от нее

1 — 2 м и; волокна металла конструкции отгибаются для крепления Kollцов струн.

Переход от деформаций к напряжени!о производится по формуле, принятой для тензометров.

Расстояния b!, bq. !>,, bq измеряются с помощью штангенциркуля с точностью до 0,1 .!!.!!. № 83882

Предмет изобретения

1. Способ измерения остаточных напряжений в сварных металлических конструкциях, в частности железнодорожных мостах, основанный па измерении смещений отдельных точек на поверхности конструкций при искусственном нарушении равновесия путем сверления отверстий либо разреза участков конструкции в зоне измерения, отл и ч а ю щи йс 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, о т л и ч а ю щ е е с я 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 на их поверхности подвижных рычагов тензометров. № 83882

Фиг. 3

Фиг. 5

Формат бум. 70Х108 /,6 1 iiðàæ 220

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер., д. 2/6

Поди. к пенс !5Л П1-61

Лак. 7258

Объем 0,35 изд, л.

Цена 7 кон.

Типография ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров CCCP. Москва, Петровка, 14.

Редактор Б. И. Новиков Техред А. А. Кудрявицкая Корректор И. А Шпынена