Способ определения напряженного состояния несущих элементов конструкций и устройство для его осуществления

CoIo3 Севетскик

СОцналистическим

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 31. 03. 80 (21) 2906003/25-28 (51)hh с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

6 01 В 7/16

ГосударствемиыЯ комитет

СССР ио делвм изобретеиий и открытий

Опубликовано 301?81 Бюллетень № 48

Датаопубликованияописания 30. 12 81 (53) УДК 531. 781. .2:539.3 (088.8) (72) Автор изобретения

И.Т. Улиханян р

Научно-исследовательский институт интроскопии

1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ

НЕСУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования напряженнодеформированного состояния элементов конструкций. 5

Известен способ определения напряженного состояния несущих элементов конструкций, заключающийся в том, что измеряют напряженное состояние объекта с помощью акустических тензодатчиков и фиксируют частоты собственных колебаний струны(1).

Невозможность определения напряженно-деформированного состояния исследуемого изделия без предваритель- 15 ной силовой разгрузки и последующего нагружения является недостатком данного способа.

Известно также устройство для реализации известного способа, со- 20 держащее последовательно соединенные датчик, усилитель, переключатель, блок долговременной памяти и регистратор 52).

Недостатком данного устройства 25 является то, что оно не позволяет также производить измерения напряженности конструкции любого материала без предварительной разгрузки и последующего силового нагружения. 30

Цель изобретения — повышение точ ности измерений.

Эта цель достигается тем, что осуществляют нормированное ударное воздействие на исследуе1лый объект. и по энергетическому уровню спектра собственных колебаний объекта определяют степень напряженного состояния конструкции.

Известное устройство для определения напряженного состояния несущих элементов конструкций снабжено анализатором спектра, блоком кратковременной памяти, компараторо л спектров и блоком опроса, анализатор спектра включен между усилителем и переключателем, вход блока кратковременной памяти через переключатель соединен с выходом анализатора спектра, выход блока кратковременной памяти подключен,к одному иэ входов компаратора спектров и к одному из входов блока опроса, выход блока опроса соединен с запускающим входом блока долговременной памяти, выход последнего подсоединен к другому входу компаратора спектров, выход которого соединен с другим входом блока опроса, 894341

30

60 б5 а выход блока опроса соединен с регистратором.

На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего описываемый способ.

Устройство содержит изделие 1, установленное на испытательной.машине 2, посредством которой создается определенное напряженное состояние в иэделии 1. При помощи удар ного кулачка 3 производят нормированное ударное воздействие по исследуемому изделию 1. Это воздействие вызывает собственный колебательный процесс в изделии 1,энергетический спектр которого датчиком

4 преобразуется в электрический сигнал. Сигнал, пропорциональный энергетическому спектру, подается на вход усилителя 5 и далее поступает на вход анализатора 6 спектра. Выход анализатора спектра подключен к переключателю 7, одна из клемм которого подсоединена к блоку 8 долговременной памяти, а другая — к блоку 9 кратковременной памяти, выход блока

9 кратковременной памяти подключен к одному из входов компаратора 10 спектров и к одному из входов блока

11 опроса, выход блока 11 опроса соединен с запускающим входом блока

8 долговременной памяти, выход блока 8 долговременной памяти подсоединен к другому входу коглпаратора 10 спектров, выход компаратора 10 спектров соединен с другим входом блока

11 опроса, а выход блока 11 опроса соединен с регистратором 12.

Способ осуществляется следующим образом.

Ударный кулачок 3 производит нормированное ударное воздействие по изделию 1. Вследствие ударного воздействия в напряженном элементе изделия 1 возникают собственные колебания, энергетический уровень спектра которых преобразуется датчиком 4 в электрический сигнал, который усиливается усилителем 5 и поступает на вход анализатора 6 спектра. После обработки сигнала анализатором б спектра энергетический уровень спектров вынужденных колебаний напряженного элемента изделия 1 через переключатель 7 подается в блок 9 кратковре" менной памяти, откуда одновременно подается на первый вход компаратдра 10 спектров и первый вход блока-11 опроса. Сигнал, поступивший с блока 11 опроса, запускает блок 8 долговременной памяти, и ранее записанные уровни энергетических спектров из блока 8 долговременной памяти поступают на второй вход компаратора 10 спектров. Как только компаратор 10 спектров выберет из ряда спектров, поступивших из блока 8 долговременной памяти, энергетический уровень спектра, идентичный спектру, поступившему в компаратор 10 спектров из блока 9 кратковременной памяти, компаратор

10 спектров выдает на второй вход блока 11 опроса сигнал, несущий в себе инфорглацию о спектре,идентичном спектру вынужденных колебаний изделия. В свою очередь блок 11 опроса выключает блок 8 долговременной памяти. Одновременно, -по поступившему сигналу, из компаратора 10 спектров вырабатывается соответствующий сигнал для фиксации его в регистраторе 12, который поступает в него через второй выход блока 11 опроса, и на шкале регистратора 12 появляется информация о степени напряженности ис. следуемого элемента конструкции.

Таким образом, данный способ и устройство для его реализации позволяют определять напряженность конструк-.

) ции изделия без предварительной раз=. грузки и последующего силового нагружения и могут применяться при опре.делении - напряженного состояния какого-либо сооружения после неожиданного изменения условий эксплуатации в результате сейсмических воздействий, взрыва, изменения в грунте и т.п.

Формула изобретения

1. Способ определения напряженного состояния несущих элементов конструкций, заключающийся в том, что измеряют напряженное состояние объекта с помощью струнных тензодатчиков и фиксируют частоты собственных колебаний струны, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерений, осуществляют нормированное ударное воздействие на исследуемый объект и по энергетическому уровню спектра собственных колебаний объекта определяют степень напряженного состояния конструкции.

2. Устройство для определения напряженного состояния несущих элементов конструкций, содержащее последовательно соединенные датчик, усилитель, переключатель, блок долговременной памяти и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено анализатором спектра, блоком кратковременной памяти,компаратором спектров и блоком опроса, анализатор спектра включен между усилителем и переключателем, вход блока кратковременной памяти через переключатель соединен с выходом анализатора спектра, выход блока кратковременной памяти подключен к одному из входов компаратора

894341

Составитель В. Писаревский

Техред 3. Фанта Корректор С. Шекмар

Редактор С. Тараненко

Заказ 11437/60

Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 спектров и к одному из входов блока опроса, выход блока опроса соединЕн с запускающим входом блока долговременной памяти, выход последнего подсоединен к другому входу компаратора спектров, выход которого

-еоединеи с- другим входом блока опроса, а выход блока опроса соединен с регистратором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тензометрия в машиностроении.

Под ред. P.A. Макарова, М., "Машиностроение", с. 7, 12, 1975 (прототип).

2. Авторское свидетельство СССР

Р 445826, кл. G 01 В 7/16, 1972 (прототип).