Способ контроля дефектов балочных конструкций с заделанными концами

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю дефектов балочных конструкций с заделанными концами путем возбуждения упругих колебаний. Целью изобретения является сокращение временных затрат за счет исключения необходимости предварительного определения амплитудно-частотной характеристики конструкции. Последовательно присоединяя в различных по длине точках балочной конструкции массу га, возбуждают упругие колебания конструкции приложением гармонической силы в месте установки массы т. Измеряя амплитуду колебаний Y присоединенной массы в зависимости от ее положения, по полученной зависимости судят о наличии и местоположении дефекта в балочной конструкции. Величину присоединенной массы т выбирают в 6,5 раз большей массы балочной конструкции, а частоту колебаний л) задают по соотношению: О 0,84/1 V EI/fF, где Е, j - модуль упругости и плотность материала балочной конструкции; I, F - момент инерции и площадь поперечного сечения; 1 - длина балочной конструкции. Способ позволяет исключить снятие амплитудно-частотной характеристики конструкции для определения частоты испытательного режима за счет установления соотношений для определения частоты вынужденных колебаний и величины сосредоточенной массы т. 2 ил. (Л со ел оо

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

ÄÄSUÄÄ 1345078 (50 4 G 01 М 7/00 29/04.

1 о о с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3997152/25-28 (22) 28.12.85 (46) 15.10.87. Бюл. № 38 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) А.В. Мозурас, В.В. Волков, А.В. Гудялис и К.M. Рагульскис (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1024829, кл. G 01 N 29/04, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1226303, кл. С 01 N 29/04, 1984. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДЕФЕКТОВ БАЛОЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ С ЗАДЕЛАННЫМИ КОНЦАМИ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю дефектов балочных конструкций с заделанными концами путем возбуждения упругйх колебаний.

Целью изобретения является сокращение временных затрат за счет исключения необходимости предварительного определения амплитудно-частотной характеристики конструкции. Последовательно присоединяя в различных по длине точках балочной конструкции массу m, возбуждают упругие колебания конструкции приложением гармонической силы в месте установки массы m. Измеряя амплитуду колебаний

Y присоединенной массы в зависимости от ее положения, по полученной зависимости судят о наличии и местоположении дефекта в балочной конструкции.

Величину присоединенной массы m выбирают в 6,5 раз большей массы балочной конструкции, а частоту колебаний задают по соотношению: =0,84/1 EI Ð, где F., р — модуль упругости и плотность материала балочной конструкции; I, F — момент инерции и площадь поперечного сечения; 1 длина балочной конструкции. Способ позволяет исключить снятие амплитудно-частотной характеристики конструкции для определения частоты испытательного режима за счет установления соотношений для определения частоты вынужденных колебаний и величины сосредоточенной массы m. 2 ил.

1345078 где Е, p — - модуль упругости и плотность материала балочной конструкции соответственно;

I,F — момент инерции и площадь поперечного сечения балочной конструкции соответственно;

1 — длина балочной конструкции.

При наличии дефекта в балочной конструкции в зоне дефекта имеет место максимальная амплитуда У„ колебаМЫкС ний присоединенной массы m. Ha графике нормированной зависимости

У,/У„ „ в зоне дефекта наблюдается острый пик, высота которого в отношении к амплитуде колебаний бездефектной конструкции зависит от изгибБО

Изобретение относится к неразрушающему контролю дефектов изделий, в частности балочных конструкций с заделанными концами.

Цель изобретения — сокращение временных затрат за счет исключения необходимости предварительного определения амплитудно-частотной характеристики конструкции. 10

На фиг. 1 изображена схема контроля по предлагаемому способу; на фиг. 2 — нормированная огибающая форм колебаний с присоединенной массой в зависимости от положения массы 15 по длине балочной конструкции при наличии дефекта в точке с координатой

0,7 х/1.

Способ осуществляется следующим образом. 20

Последовательно присоединяя в различных точках по длине балочной конструкции массу m, возбуждают упругие колебания конструкции приложением гармонической силы Р,- sin(2 Уgt) в мес" те установки массы m. Измеряя амплитуды колебаний Y присоединенной массы m при каждом ее расположении, по зависимости амплитуды колебаний присоединенной массы от ее расположения 30 судят о наличии дефекта и его местоположении в балочной конструкции. Ве" личину присоединенной массы ш выбирают в 6,5 раза большей массы балочной конструкции, а колебания возбуждают с частотой

0,84 р ной жесткости балочной конструкции в зоне дефекта. Форма колебания балочной конструкции с присоединенной массой m при наличии дефекта с изгибной жесткостью с имеет вид:

Y,(x )-С Б(kx )+С Т(kx )+С, U(kx )+

+С V(kx,); (2) У,(х,) =C Я(Кх„)+С,"T(kx, )+С, U(kx, )+

+С 1 V(kx );

У,(х )=С „S(kx,)+С, T(kx )+С, U(kx )+

+С Ч(1сх 2), где S(kx) Т(1сх), U(kx),V(kx) — функции Крыловар где С 3 и С „ — константы, определя(1 (с! емые при решении уравнения, образованного подстановкой граничных усло - вий в систему уравнений (1 ) .

Выразим частоту возбуждения к олебаний и величину m присоединенной массы в следующем виде :

А2,ЛХ 1

1 =—

2n I рР. 1 (4) С

m = — уР1

А (5) где

111

Л= k= const; рР (6) (7) С = k 1 = const

Исследования показали, что максимал ьна я чув с тв и тельно с ть с по со ба, г.е. максимальное относительное изме— частотный параметр; 1„, 3) — константы опреде1,.Ф

Э ляемые из граничных условий.

Граничные условия исследуемой дефектной балочной системы осуществляются из условия заделки концов и стыковки участков, на которые балочную систему разбивает присоединенная масса

m и дефект изгибной жесткостью с

Зависимость амплитуды колебаний исоединенной массы m от координаты а ее положения, определенная из систе° мы уравнений (2), выражается в виде

Y(а)=С 3 U(ka)+С + V(ka), (3) 78 монической силы в месте установки массы, измеряют амплитуды колебаний присоедиценной массы при каждом ее расположении и по зависимости амплитуды колебания присоединенной массы от ее расположения судят о наличии дефекта и его местоположении в конструкции, отличающийся тем, что, с целью сокращения временных затрат путем исключения необходимости предварительного определения амплитудно-частотной характеристики конструкции, величину присоединенной массывыбирают в 6,5 раза большей массы балочной конструкции, а колебания возбуждают с частотой

О, 84, ЕХ 2 р (8)

10 (9) m = 6,5 р F 1. где E

I F

У

ОЦ2 g3 Цц g$ gg 4У glхИ

4Ы2!

ВНИИПИ Заказ 4912/42 Тираж 776

Подписное

Произв.-nofmrp. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

13450 нение амплитуды колебаний присоединенной массы m в зоне дефекта c)У, /Y достигается при значениях А=2,3;

G = 14,9. При подстановке указанных значений А и С выражения (4) и (5) приобретают вид:

Предлагаемый, способ позволяет исключить снятие амплитудно-частотной характеристики конструкции для определения частоты испытательного режи- ма за счет установления соотношения для определения частоты вынужденных колебаний и величины сосредоточенной массы m.

Формула из о бре тения

Способ контроля дефектов балочных конструкций с заделанными концами, по которому последовательно при- 26 соединяют в различных точках конструкции массу, возбуждают упругие колебания конструкции приложением гар-! модуль упругости материала балочной конструкции; соответственно момент инерции и площадь поперечного сечения балочной конструкции; плотность матерИала балочной конструкции; длина балочной конструкции.