Mga sensor para sa mga pressure piezometer at hydrostatic at pore pressure measurements. Mga rekomendasyong metodolohikal para sa buong sukat na mga sukat ng estado ng stress ng mga pangunahing pipeline ng gas Mga panloob na stress, pag-uuri at impluwensya sa lakas ng mga materyales

Ginagamit upang sukatin ang presyon ng tubig sa hangganan ng isang kongkretong istraktura at ang pundasyon nito, pati na rin upang sukatin ang hydrostatic at pore pressure sa mga istruktura at pundasyon ng mga haydroliko na istruktura. Ang mga sensor na ito ay naka-install sa panahon ng pagtatayo ng istraktura.

kanin. 5. Sensor para sa mga pressure piezometer at pagsukat ng hydrostatic at pore pressure

Mga aparato para sa pagsubaybay sa estado ng stress-strain ng mga istruktura

Ginagamit upang sukatin:

Ang mga tensile o compressive na puwersa sa reinforcement (nagsisimula kaagad ang mga pagsukat pagkatapos ng pag-install at isinasagawa sa panahon ng konstruksiyon at kasunod na operasyon hanggang sa ganap na nagpapatatag ang stress at deformation o ang pagtatapos ng buhay ng serbisyo ng mga aparato, na 25 taon, ay itinatag sa konstruksiyon. yugto ng gusali);

Ang mga linear na deformation sa mga istrukturang nagdadala ng pag-load ng mga istraktura (naka-install kapwa sa yugto ng pagtatayo ng istraktura at sa panahon ng operasyon, na may naka-embed na uri ng pag-install ay nakakabit sila sa pamamagitan ng hinang sa mga bahagi ng metal ng istraktura, o sa pamamagitan ng pag-angkla sa mga reinforced kongkretong bahagi , na may isang overhead - gamit ang mga fastener ng anchor sa mga umiiral na istruktura);

Ang mga tensyon sa lupa (kontrolin ang presyon ng contact sa lupa sa hangganan ng mga kongkretong istruktura at pag-igting sa masa ng lupa, ay itinatag sa yugto ng pagtatayo ng istraktura).

kanin. 6. Mga aparato para sa pagsubaybay sa estado ng stress-strain ng mga istruktura

Ginagamit upang sukatin ang presyon sa:

Mga pundasyon ng mga dam, tulay at iba pang malalaking monolitikong konkretong istruktura;

Mga pader ng bato ng mga tunnel at minahan;

Mga konkretong suporta at mga haligi.

kanin.

Ginagamit upang sukatin ang mga displacement ng earth embankment dam, baguhin ang mga sukat ng base at subaybayan ang paghupa sa malambot na lupa. Nag-iiba sila ayon sa uri ng paggamit at uri ng disenyo:

Para sa mga pilapil (kontrol sa lateral tension) at naka-angkla (kontrol sa paghupa o paglaki ng pilapil);

Para sa mga balon (ilang bahagi) - upang kontrolin ang espasyo na nakapalibot sa gusali ng engineering;

Upang kontrolin ang paghupa - pangmatagalang pangangasiwa ng isang istraktura ng engineering.

Ang isang extensometer ay binubuo ng tatlong pangunahing bahagi: isang anchor, isang baras at isang displacement sensor (meter). Ang baras ay nag-uugnay sa tagapagpahiwatig sa anchor, na isang mekanikal na pagpapalawak ng istraktura na ginawa batay sa isang wedge, cone o spring at nakakabit sa dingding ng borehole.

kanin.

Direkta at baligtarin ang mga linya ng tubo

Ginagamit upang sukatin:

Mga displacement ng mga bahagi ng kongkreto at metal na mga istraktura na matatagpuan sa isang sapat na malaking distansya na may kaugnayan sa bawat isa;

Pag-alis na may kaugnayan sa patayong direksyon ng pagbabarena ng mga balon at balon sa yugto ng kanilang paglikha;

Mga paggalaw ng mga layer ng bato;

Ang pagkahilig ng mga matataas na tore at suporta, pati na rin ang antas ng kanilang panginginig ng boses.

Ang reverse plumb line ay isang wire, ang isang dulo nito ay naayos sa ilalim ng balon sa base ng dam, at ang isa ay ibinaon sa isang tangke ng likido at sinusuportahan ang wire sa isang vertical na posisyon ng pag-igting. Ang mga sukat ng tubo ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagtukoy sa posisyon ng wire na may kaugnayan sa istraktura ayon sa taas nito gamit ang optical (mechanical) na mga instrumento sa pagsukat.

NABUO sa laboratoryo ng lakas ng mga istruktura ng gas pipeline ng VNIIGAZ Ph.D. V.V.Kharionovsky, Ph.D. V.I. Degtyarev, ulo. pangkat S.A. Streltsov, inhinyero. V.V.Saraev, Art. Sinabi ni Eng. V.V. Kalyavin. Ang mga materyales ay inihanda ng katulong sa laboratoryo na si O.I. Borisova.

NAGSANG-AYON

Deputy Head ng Department for Gas Transportation and Supply ng USSR Ministry of GasProm A.N. Kozachenko

Deputy Director, Doctor of Technical Sciences, Propesor E.M. Gutman

Pinuno ng laboratoryo para sa lakas ng mga istruktura ng gas pipeline, Ph.D. V.V.Kharionovsky

INaprubahan ng Pinuno ng Teknikal na Kagawaran ng USSR Ministry of Gasprom A.D. Sedykh noong Hunyo 27, 1984.


Ang mga rekomendasyong metodolohikal para sa buong sukat na pagsukat ng stress na estado ng pangunahing mga pipeline ng gas ay binuo bilang isang pag-unlad ng mga rekomendasyon na ginawa ng VNIIGAZ noong 1983 at kasama ang mga paglalarawan ng mga pamamaraan ng pagsukat sa mga pipeline ng gas, mga circuit ng pagsukat at mga uri ng strain gauge, at mga kalkulasyon ng mga stressed. estado. Ang mga pamamaraan ay pinagsama-sama na sumasalamin sa mga tampok ng mga sukat at pagkalkula ng mga stress sa mga pipeline ng compressor at ang linear na bahagi ng pangunahing mga pipeline ng gas, kabilang ang sa mga kondisyon ng Far North, pati na rin ang mga pamamaraan para sa pagsukat ng mga deformation ng vibration.

1. PANIMULA

1. PANIMULA

Ang pag-unlad ng industriya ng gas batay sa makapangyarihang pangunahing mga pipeline ng gas at ang kanilang operasyon sa mga lugar na may mahihirap na natural na kondisyon ay naglagay sa agenda ng mga isyu ng pagsubaybay at pagtatasa ng lakas at pagganap ng mga istruktura ng pipeline ng gas. Kasabay nito, ang mga teoretikal na kalkulasyon ng lakas ng pangunahing mga pipeline ng gas na kasama sa mga proyekto ay nagpapahiwatig, dahil sa prinsipyo, hindi nila maaaring isaalang-alang ang lahat ng mga kadahilanan sa pagpapatakbo. Isinasaalang-alang ang katotohanan na ang iba't ibang mga paglihis mula sa disenyo ay hindi maiiwasan sa panahon ng pagtatayo, ang isang tunay na pipeline ng gas ay maaaring magkaroon ng isang ganap na naiibang estado ng stress. Ang mga pagsasaalang-alang na ito ay humantong sa pangangailangan na pag-aralan ang aktwal na stress na estado ng mga pipeline ng gas gamit ang mga sukat sa field.

Sa buong pag-aaral ng estado ng stress-strain, ang paraan ng strain gauging ay napatunayang positibo, na ginagamit sa aviation, mechanical engineering, at construction, kapag mahirap kalkulahin ang mga stress at deformation sa isang load na istraktura o bahagi /1-3/.

Kapag inilapat sa mga pipeline ng gas, ang paraan ng strain gauge ay may sariling mga katangian, una sa lahat, ito ay nauugnay sa mga kondisyon ng pagsukat. Kung sa mga industriyang nabanggit sa itaas ay ginagamit ang strain gauging, bilang panuntunan, sa ilalim ng mga kondisyon ng matatag na temperatura, normal na kahalumigmigan, at pag-load ng puwersa, kung gayon ang mga natural na kondisyon ng isang pipeline ng gas ay kasama ang buong kumplikadong natural na mga kadahilanan - ang mga epekto ng lupa, temperatura, ulan, pati na rin ang variable na presyon ng gas. Malinaw, ang stress na estado ng istraktura ng pipeline ng gas ay magiging kumplikado. Mula dito ay malinaw kung bakit ang mga indibidwal na pagtatangka upang sukatin ang stress na estado ng mga pipeline gamit ang magnetic, x-ray, at ultrasonic na mga pamamaraan, na tinatasa pangunahin ang uniaxial stressed na estado ng mga bahagi sa mga kondisyon ng laboratoryo at, sa prinsipyo, ay hindi maipakita ang tunay na larawan ng mga stress. , ay hindi matagumpay.

Libre mula sa mga disadvantages na ito ay ang paraan ng strain gauge, na nangangailangan ng maingat na pag-install ng mga strain gauge sa pipe. Kung matugunan ang pangangailangang ito, ang strain gaging ay isang maaasahang pangmatagalang tool para sa pagkuha ng impormasyon tungkol sa mga deformation at stress ng isang gas pipeline na gumagana.

Ang mga rekomendasyong metodolohikal na ito ay nagsisilbi para sa praktikal na paggamit ng paraan ng strain gauge sa natural na mga kondisyon ng pagpapatakbo ng mga pipeline ng mga istasyon ng compressor at mga linear na seksyon ng mga pangunahing pipeline ng gas at kasunod na pagtatasa ng lakas ng mga bagay na sinusuri. Sinasalamin nila ang mga tampok ng mga sukat sa mga pangunahing pipeline ng gas at ginagawang pangkalahatan ang karanasan ng mga full-scale na pag-aaral ng lakas na isinagawa sa industriya ng gas mula noong 1977, sa iba't ibang klimatiko at mga kondisyon ng operating /4-6/.

Ang mga rekomendasyong metodolohikal ay inilaan para sa mga dalubhasang asosasyon ng industriya, asosasyon sa transportasyon ng gas, pati na rin para sa mga organisasyon ng pananaliksik sa industriya.

2. MGA PARAAN PARA SA PAGSUKAT NG MGA DEFORMASYON AT STRESS

Sa eksperimento, maaari mo lamang sukatin ang mga linear na deformation, iyon ay, sukatin ang pagpapahaba o pagpapaikli ng isang napiling tuwid na segment na matatagpuan sa ibabaw ng tubo. Ang nasabing tuwid na segment ng linya ay tinatawag na nakapirming haba; Ang laki ng segment na ito ay tinutukoy ng base ng device. Ang pagsukat ng mga pagpahaba (o mga shortening) ng isang nakapirming haba (o base) gamit ang mga instrumento sa loob ng mga limitasyon ng elastic deformation ay tinatawag na strain gauging.

Ang pagsukat ng strain ay maaaring isagawa sa pamamagitan ng optical, mechanical at electrical instruments, na sa huli ay nagtatala (direkta o hindi direktang) ang halaga ng pagbabago sa isang nakapirming haba (base) at tinatawag na strain gauge. Sa pamamagitan ng pagsukat ng mga kamag-anak na pagpahaba na may mga strain gauge at pag-alam sa mga halaga ng modulus of elasticity at ratio ng Poisson, posibleng matukoy ang mga magnitude at direksyon ng mga stress sa mga punto ng interes sa overhead pipeline pipe; Ito ang kakanyahan ng strain gauging.

Ang mga instrumentong nagbibigay-daan sa mga de-koryenteng pagsukat ng mga hindi de-kuryenteng dami (relative elongation, atbp.) gamit ang mga strain gauge (resistance o strain gauge) habang ang mga transduser sa pagsukat ay naging laganap.

Ang kakanyahan ng pamamaraang elektrikal ay ang paggamit ng linear dependence ng magnitude ng pagbabago sa ohmic resistance ng strain gauge sa magnitude ng pagpahaba nito; ang strain gauge mismo ay nakadikit sa pipe sa ilalim ng pag-aaral o sa isang tiyak na lugar sa yunit at deformed kasama nito.

Ang mga pakinabang ng paraan ng pagsukat ng strain na ito ay:

a) ang kakayahang sukatin ang mga deformasyon sa isang distansya, at samakatuwid ang kakayahang ayusin ang sentralisadong pag-record ng mga pagbabasa mula sa mga strain gauge na matatagpuan sa iba't ibang mga punto ng bagay na pinag-aaralan sa isang punto;

b) pagpapasiya ng mga deformasyon ng tubo sa panahon ng transportasyon;

c) pagsukat ng mga deformation sa isang punto sa ilang direksyon;

d) sapat na mataas na katumpakan ng pagsukat.

Karaniwan, ang isang Wheatstone bridge ay ginagamit upang sukatin ang dami ng pagbabago sa ohmic resistance ng isang strain gauge; Mayroong iba't ibang paraan ng pagsukat batay sa paggamit ng tulay.

3. MGA INSTRUMENTO NG PAGSUKAT

3.1. Uri ng static na deformation meter na ISD-3.

Ang isa sa mga device na nilikha batay sa Wheatstone bridge ay ang ISD-3 static deformation meter.

Teknikal na data ng ISD-3 device

Ang device na ito ay inilaan para sa multi-point at solong pagsukat ng mga static na deformation sa mga istruktura at mga bahagi ng makina sa mga laboratoryo, workshop at mga kondisyon sa field. Gumagamit ang device ng balanseng bridge circuit na may zero-measurement method. Ipinapakita ng Figure 1 ang isang schematic diagram ng device, na nagpapaliwanag ng operasyon nito.

Fig.1. Schematic diagram ng ISD-3 device

Fig.1. Schematic diagram ng ISD-3 device

Ang aparato ay binubuo ng isang compensation strain gauge, isang gumaganang strain gauge, isang rheochord, dalawang resistances at konektado sa pamamagitan ng isang bridge circuit. Ang null organ ay konektado sa HP diagonal ng tulay sa pamamagitan ng isang amplifier, at ang kapangyarihan ay konektado sa AC diagonal. Hinahati ng gumagalaw na contact ang ohmic resistance ng flux chord sa mga bahagi at.

Ang scheme ay gumagana tulad ng sumusunod. Kung, sa hindi na-load na estado ng bagay na pinag-aaralan, hinahati ng naitataas na contact ang paglaban ng slide chord sa pantay na mga bahagi, kung , kung gayon ang pointer ng null organ ay tatayo sa zero (balanse ng tulay), pagkatapos .

Kung ang bagay sa ilalim ng pag-aaral ay deformed, pagkatapos ay ang ohmic resistance ng strain gauge ay nagbabago, at ang null organ arrow ay lumihis mula sa zero na posisyon.

Sa pamamagitan ng pag-ikot ng hawakan ng movable contact sa isang direksyon o iba pa, nakakamit namin ang pagbabalik ng null organ arrow sa zero (na lalabag sa pagkakapantay-pantay sa pagitan ng at ). Ang pagkakaiba sa mga pagbabasa, na sinusukat sa dial - ang pabilog na sukat ng movable contact, katumbas ng

Nasaan ang presyo ng isang dibisyon ng dial scale.

Dapat pansinin na upang maalis ang impluwensya ng temperatura sa pagbabago sa ohmic resistance ng working strain gauge, isang compensation strain gauge na may paglaban ay ipinakilala sa circuit. Ang strain gauge na ito ay nakadikit sa isang diskargado na plato na gawa sa kaparehong materyal ng bagay na sinusuri at matatagpuan sa ilalim ng parehong mga kondisyon ng temperatura. Ang pamamaraang ito ng pagsukat ng kamag-anak na pagpahaba ay hindi nakasalalay sa boltahe ng electric current sa supply circuit; bilang karagdagan, ang scheme na ito ay nag-aalis ng impluwensya ng paunang pagtutol ng mga strain gauge sa mga resulta ng pagsukat.

Ang ISD-3 static deformation meter ay isang portable device na naka-mount sa isang metal case na nilagyan ng carrying handle.

Ang front panel ng device ay naglalaman ng:

a) dalawang konektor ng uri ng RSHTPB-20 para sa pagkonekta ng mga working at compensation strain gauge para sa multipoint measurements;

b) mga terminal , , , , 0 - para sa pagkonekta ng mga working at compensation strain gauge;

c) microammeter (null organ);

d) strain gauge switch handle;

e) hawakan at sukat ng rheochord;

f) toggle switch "kontrol" - "trabaho";

g) i-toggle ang switch na "ON" - "OFF" para i-on at i-off ang device.

Ang baterya (uri 3336) ay inilalagay sa ibabang bahagi ng kaso sa isang espesyal na kompartimento at sarado na may takip.

Ang mga pagsukat ng pagpapapangit ay isinasagawa tulad ng sumusunod:

a) ang mga strain gauge ay konektado sa mga terminal ng device (Larawan 2);

b) ang lower toggle switch ay nakatakda sa "ON" na posisyon, at ang itaas ay sa "operation" na posisyon;

c) sa pamamagitan ng pag-ikot ng hawakan ng slider, ang tulay ay balanse;

d) ang isang bilang ay ginawa sa rheochord scale (ang malaking arrow ay nagpapahiwatig ng mga yunit, at ang maliit na arrow ay nagpapahiwatig ng daan-daang mga dibisyon);

e) ang istraktura sa ilalim ng pag-aaral ay na-load at pagkatapos balansehin ang aparato, isang pagbabasa ay ginawa muli.

Fig.2. Diagram ng koneksyon ng strain gauge

Fig.2. Diagram ng koneksyon ng strain gauge

Ang kamag-anak na pagpapapangit, tulad ng nabanggit sa itaas, ay proporsyonal sa pagbabago sa paglaban ng mga strain gauge sa panahon ng paglulubog* ng istraktura, i.e.
________________
* Ang teksto ay tumutugma sa orihinal. - Tala ng tagagawa ng database.

nasaan ang strain sensitivity coefficient ng strain gauges;

Ganap na pagtaas sa haba ng pinag-aralan na seksyon ng istraktura;

- paunang haba ng seksyon.

Ang strain sensitivity coefficient ay ipinapalagay na pare-pareho.

Ang magnitude ng deformation (sa strain sensitivity coefficient ng strain gauges K-2) ay tinutukoy bilang pagkakaiba sa mga pagbabasa bago at pagkatapos ng pag-load, na pinarami ng halaga ng dibisyon ng rheochord, i.e. tama ang formula:

Dito o.e.d.

Upang ipaliwanag kung paano patakbuhin ang aparato, magbibigay kami ng isang halimbawa.

Ang mga pagbabasa ng rheochord bago mag-load (na may tulay sa balanse) ay 500 dibisyon, pagkatapos mag-load - 560 dibisyon.

Pagkakaiba sa pagbasa (ganap na halaga)

Mga dibisyon.

Samakatuwid, ang kamag-anak na pagpapapangit

Kapag ang strain gauge sensitivity coefficient ng strain gauges ay iba sa 2 (2).

Kung saan ang * ay ang pagkakaiba sa mga pagbasa sa =2.
_______________
* Ang formula at ang paliwanag nito ay tumutugma sa orihinal. - Tala ng tagagawa ng database.

Sa pamamagitan ng pagsukat ng mga deformation sa pinag-aralan na mga punto ng pipe, ang mga halaga ng stress ay maaaring kalkulahin.

3.2. Digital strain meter IDC-1

Layunin.

Ang digital strain meter na IDC-1 (mula rito ay tinutukoy bilang ang aparato) ay idinisenyo upang sukatin ang mga static na strain gamit ang mga strain gauge na konektado sa isang half-bridge circuit. Ang aparato ay maaaring gamitin sa anumang sangay ng agham at teknolohiya kung saan kinakailangan upang subukan ang mekanikal na lakas ng iba't ibang mga materyales, makina, istruktura, atbp.

Mga kondisyon sa pagpapatakbo para sa device:

a) ambient temperature mula sa minus 10 °C hanggang plus 40 °C;

b) kamag-anak na kahalumigmigan ng hangin mula 30 hanggang 80%.

c) pinapagana ang aparato mula sa pinagmumulan ng boltahe ng DC

Teknikal na data

Saklaw ng mga sinusukat na deformation na may strain sensitivity coefficient = 2, eod mula 0 hanggang 19990 (1 eod = 10 relative deformation)

Sa mga tuntunin ng proteksyon mula sa mga impluwensya sa kapaligiran, ang disenyo ng aparato ay karaniwan alinsunod sa GOST 12997-76 *.
______________
* GOST 12997-84 ay may bisa sa teritoryo ng Russian Federation. - Tala ng tagagawa ng database.

Komposisyon ng device.

Ang digital strain meter IDC-1 ay binubuo (Fig. 3) ng isang output block E1, isang amplifier block A, pulse distribution blocks E2...E5, isang switching block K, isang indication block D.

Fig.3. Block diagram ng digital meter IDC-1

Fig.3. Block diagram ng digital meter IDC-1

Kasama sa triggering unit ang: isang triggering at time delay device, isang electronic time relay, ang unang yugto ng isang pulse distributor, at isang power supply switch.

Ang mga bloke ng tagapamahagi ng pulso E2...E5 ay magkapareho at mahalagang bahagi ng awtomatikong pagbabalanse ng aparato. Ang bawat isa sa mga bloke ay binubuo ng isang pulse distributor, power amplifier, at I cells.

Kasama sa amplifier block ang transformer T1, isang voltage amplifier, isang phase-sensitive detector, isang null organ executive amplifier, at isang measuring bridge power generator.

Ang indication unit ay binubuo ng isang converter para sa powering indicator lamp, compensating resistors ng SES Sh type at ang SES-10P type, relays na nagsisiguro sa conversion ng binary-decimal na impormasyon sa automatic balancing block sa decimal na impormasyon.

Kasama sa switching unit ang strain gauge switch at panloob na kalahating tulay.

Pangkalahatang Panuto.

Simulan ang pagpapatakbo ng aparato lamang pagkatapos maingat na pag-aralan ang lahat ng mga punto ng mga tagubilin.

Kapag sinusuri ang aparato, magsagawa ng panlabas na inspeksyon at tiyaking walang pinsalang mekanikal. Suriin ang pagkakumpleto ng device ayon sa form.

Ang aparato ay maaaring gamitin sa mga kondisyon ng laboratoryo at bench, pati na rin sa labas sa ambient na temperatura mula minus 10 hanggang plus 40 ° C at air humidity mula 30 hanggang 80%.

Ang katumpakan ng aparato kapag nagpapatakbo sa mga lugar ng magnetic at electric field at sa lugar ng radioactivity ay hindi ginagarantiyahan ng halaman.

Kung ang aparato ay pinananatili sa isang temperatura sa ibaba minus 10 °C, ang pagpapatakbo nito sa positibong temperatura ay pinahihintulutan lamang pagkatapos ng 2-3 oras sa operating temperatura.

Mga dapat gawain

Isagawa ang pagsukat sa pamamagitan ng maikling pagpindot sa "START" na buton. Ang mga pagbabasa ay visually readout gamit ang isang digital display. Ang paunang pagbabasa ay kinuha bilang conditional zero ng pagsukat.

Ang dami ng deformation sa strain gauge coefficient ng strain gauge = 2 ay tinutukoy ng formula:

Nasaan ang paunang pagsukat;

Pagsukat gamit ang isang naka-load na bagay.

Gamit ang strain sensitivity coefficient ng strain gauges, pagkatapos

Nasaan ang tunay na kamag-anak na pagpapapangit;

- kamag-anak na pagpapapangit na sinusukat ng aparato;

- strain sensitivity coefficient.

Upang mabawasan ang impluwensya ng aktibong paglaban ng linya (mga wire na kumukonekta sa aparato sa mga panlabas na strain gauge), inirerekomenda na gumamit ng mga linya nang maikli hangga't maaari at may cross-section ng bawat wire na hindi bababa sa 0.75 mm.

Kapag nagtatrabaho sa mga linya na mas mahaba kaysa sa 10 m, kinakailangang magpasok ng correction factor sa mga pagbabasa ng instrumento, depende sa halaga ng aktibong paglaban ng linya ng pagkonekta, o i-calibrate ang mga strain gauge na ginamit kasama ng linya ng pagkonekta.

Pagsukat, regulasyon at pagsasaayos ng parameter.

Ang aparato ay hindi nangangailangan ng pre-setting o pagsasaayos bago ang mga sukat. Kinakailangan na pana-panahong suriin ang pangunahing error.

3.3. ID-62M static na deformation meter

Ang ID-62M transistor-powered device, na pinapagana ng isang flashlight na baterya, ay inilaan para sa pagsukat ng mga static na deformation at dahan-dahang pagbabago ng proseso na may dalas ng pagsukat na hindi hihigit sa 1/2 cycle bawat segundo.

Ang aparato ay dinisenyo sa isang portable na disenyo sa anyo ng isang pakete. Ang mga wire sensor na ginamit ay maaaring magkaroon ng resistensya na 50-500 Ohms at isang sensitivity coefficient na 1.8-2.2. Ang mahusay na kadalian ng paggamit ay ang paggamit ng mga sensor na may pagtutol na 120 Ohms at isang sensitivity coefficient na 2.0, dahil Kapag inilabas, ang mga device ay may karaniwang pagkakalibrate na may kaugnayan sa mga sensor ng mga rating na ito. Kapag gumagamit ng mga sensor ng iba pang mga rating, kailangang magsagawa ng karagdagang pagkakalibrate.

Gumagana ang device sa dalawang sensor o grupo ng 9 na aktibo at nagbibigay ng bayad o pangalawang manggagawa sa kanilang alternatibong pag-switch sa pamamagitan ng plug connector at switch.

Ang mga naka-calibrate at nagagamit na device ay nagpapanatili ng kanilang data ng pagkakalibrate sa napakatagal na panahon.

Ang device ay may device na nagbibigay-daan sa iyong suriin ang functionality ng device, i-calibrate at itama ang zero readings, na ginagawang lalong mahalaga kapag nagsasagawa ng mga pangmatagalang pagsubok.

Maikling teknikal na katangian ng ID-62M device

a) Saklaw ng pagsukat. Ang limitasyon sa pagsukat ay sumasaklaw sa nababanat at plastic na mga deformation zone ng mga istrukturang metal at binubuo ng 10 hanay ng 1000 μ/m at isang rheochord na 2000 μ/m, na sa kabuuan ay humigit-kumulang 12,000 μ/m o 1.2%.

b) Pagtatapos. Ang rheochord scale ay nagtapos sa microns/meter mula 0 hanggang 2000. Ang mga marka ay minarkahan sa 10 units.

c) Resolusyon. Ang resolution ng device ay dapat isaalang-alang na 0.5 dibisyon, na tumutugma sa 5 μ/m. Para sa bakal na may elastic modulus na kg/cm, ang strain ay tumutugma sa stress na 10.5 kg/cm.

d) Pagsasaayos ng mga zero na ulat at pagiging sensitibo. Upang mapataas ang katumpakan ng pagsukat, ang aparato ay nagbibigay ng kakayahang iwasto ang drift at suriin ang pare-pareho ng pagkakalibrate ng slider.

e) Limitasyon sa pagsasaayos ng koepisyent ng pagiging sensitibo. Tinitiyak ng limitasyon sa pagsasaayos ang paggamit ng mga strain gauge na may sensitivity coefficient mula 1.8 hanggang 2.2.

e) Power supply ng device. Ang aparato ay pinalakas ng dalawang 3.7 V flashlight na baterya, ang kasalukuyang pagkonsumo ay halos 5 mA.

g) Mga Dimensyon 260x200x145.

h) Ang bigat ng aparato ay 4.6 kg.

Nagsasagawa ng mga sukat gamit ang ID-62M device.

Kasama sa pagsasagawa ng pang-eksperimentong gawain sa device ang:

a) paghahanda ng mga sensor at pag-install ng mga ito sa mga site ng pagsukat;

b) pagkakalibrate ng ID device;

c) pagkuha ng mga pagbabasa at pagproseso ng mga resulta.

Ang paghahanda at pag-install ng mga sensor para sa mga sukat ay tinalakay sa seksyong "Strain gauges".

Ang pagkuha ng mga pagbabasa at pagsasagawa ng pagkakalibrate ay kinabibilangan ng karamihan sa parehong mga operasyon, at samakatuwid ang pagkakasunud-sunod ng pagsasagawa ng mga sunud-sunod na operasyon para sa pagkuha ng mga pagbabasa ay ibinibigay sa ibaba, at pagkatapos ay ang mga patakaran para sa pagsasagawa ng pagkakalibrate ay ibinigay.

Order ng operasyon:

a) ilapat ang kapangyarihan at painitin ang aparato sa loob ng 15 minuto;

b) suriin ang operability ng device, kung saan itakda ang switch P sa zero standard na posisyon na "ET 0" at balansehin ang device gamit ang mga switch P, P at ang flux chord - "Mga Setting", itala ang mga pagbabasa;

c) switch P ay naka-set sa "Calibration" ("TAR") na posisyon, na nagbibigay ng bridge unbalance ng 0.1 Ohm.

Sa sukat ng rheochord dapat mayroong pagkakaiba na katumbas ng 417 dibisyon na may kaugnayan sa karaniwang pagkakalibrate (=120 Ohm, =2).

4. PAGSUKAT NG MGA TRANSDUCERS

Kapag sinusukat ang mga deformation at stress ng isang pipe sa isang operating gas pipeline, pati na rin ang mga deformation at stresses ng isang pipe sa panahon ng transportasyon nito, ito ay pinaka-marapat na gumamit ng mga strain gauge (tinatawag ding resistance strain gauge o strain gauge) bilang pagsukat ng mga transduser. .

Ang paggamit ng mga strain gauge para sa mga layuning ito ay dahil sa kanilang maliit na sukat, mababang timbang, ang kakayahang malayuang sukatin ang mga static at dynamic na deformation, atbp.

Ang pisikal na kababalaghan kung saan nakabatay ang pagkilos ng mga strain gauge ay ang pag-aari ng mga materyales upang baguhin ang kanilang electrical resistance sa ilalim ng impluwensya ng isang makunat o compressive na puwersa na inilapat sa kanila.

Sa kasalukuyan, sa pagsasanay sa pagsukat, ginagamit ang wire, foil at semiconductor strain gauges.

4.1. Mga wire strain gauge

Sa pinakasimpleng kaso, ang mga wire strain gauge ay isang piraso ng wire, ang mga dulo nito (o ang buong haba) ay mahigpit na naayos na may pandikit o semento sa isang elastically deformable na bahagi.

Ang compression o pag-stretch ng isang bahagi ay nagdudulot ng proporsyonal na compression o pag-stretch ng wire, bilang resulta kung saan nagbabago ang haba, cross-section at electrical resistivity nito, na sa huli ay humahantong sa pagbabago sa electrical resistance ng wire. Kaya, kung sa paunang estado ang electrical resistance ng wire ay:

Nasaan ang electrical resistivity ng materyal;

- paunang haba ng deformed na seksyon;

- cross-sectional area ng wire,

pagkatapos ay kapag ang wire ay naunat, ang resistensya nito ay magbabago ng isang halaga at halaga sa .

Ang relatibong pagbabago sa paglaban ng strain gauge ay tinutukoy ng kaugnayan

Nasaan ang pagbabago sa haba;

- pagbabago sa electrical resistivity;

Kung ang pamamaraan ng pagbabayad sa website ng sistema ng pagbabayad ay hindi pa nakumpleto, pera
HINDI ide-debit ang mga pondo mula sa iyong account at hindi kami makakatanggap ng kumpirmasyon sa pagbabayad.
Sa kasong ito, maaari mong ulitin ang pagbili ng dokumento gamit ang pindutan sa kanan.

may nangyaring pagakamali

Hindi nakumpleto ang pagbabayad dahil sa isang teknikal na error, mga pondo mula sa iyong account
ay hindi pinaalis. Subukang maghintay ng ilang minuto at ulitin muli ang pagbabayad.

Doktor ng Teknikal na Agham, Propesor Dubov A.A., Ph.D. Vlasov V.T.

Paunang Salita

Ang ideolohikal na batayan ng konsepto ng enerhiya ng mga diagnostic ng estado ng stress-strain ay natutukoy ng mga resulta ng pag-aaral ng mga layunin na proseso ng muling pamamahagi ng sariling enerhiya ng materyal at ang pagtatatag ng mga pattern na naglalarawan ng obhetibong umiiral na mga koneksyon sa pagitan ng mga macro-characteristics ng materyal at ang mga parameter ng panlabas na impluwensya at tugon sa impluwensya.

Sa proseso ng pagbuo ng konseptong ito, lumitaw ang pangangailangan, at pagkatapos ay lumitaw ang pagkakataon, upang lumikha ng isang tool para sa karagdagang pananaliksik at pag-unlad ng teorya - isang bagong pitong-dimensional na dynamic na self-regulating na modelo ng materyal, na isinasaalang-alang ang pakikipag-ugnayan ng normal at shear stresses at strains, isang modelo na nagbabago ng mga parameter nito depende sa amplitude (hanggang sa mapanirang) at frequency (mula sa static at infrasonic hanggang sa ultrasonic) na mga katangian ng panlabas na impluwensya.

Ang konsepto ng enerhiya para sa pag-diagnose ng estado ng stress-strain ng mga materyales at ang pinakamahalagang kahihinatnan nito ay iniulat ni V.T. Vlasov. sa mga siyentipiko at teknikal na konseho ng State Institute of Physico-Technical Problems (Chairman ng STS Academician L.N. Lupichev) at ang International Institute for the Safety of Complex Technical Systems sa batayan ng Institute of Mechanical Engineering ng Russian Academy of Sciences ( Chairman ng STS Corresponding Member ng RAS N.A. Makhutov) at nakatanggap ng mataas na pagtatasa.

1. Panloob na mga stress, pag-uuri at impluwensya sa lakas ng mga materyales

Ang pinaka mapanlinlang na sanhi ng biglaang pagkasira ng mga bagay ay ang panloob na natitirang mga mekanikal na stress na nagmumula sa isang bahagi, welded joint o istraktura sa kabuuan. Ang mga stress na ito sa mga bakal ay maaaring umabot sa yield point, at sa aluminum at titanium alloys 70-80% ng yield point at kadalasang mas mapanganib sa mga tuntunin ng pagbabawas ng lakas kaysa sa ilang mga uri ng mga depekto.

Ang mga natitirang stress ay karaniwang tinatawag na mga stress na umiiral at balanse sa loob ng isang solidong katawan, isang matibay na pinagsama-samang mga materyales, isang prefabricated o welded na istraktura pagkatapos na maalis ang mga sanhi na naging sanhi ng kanilang hitsura. Ang mga stress na ito ay palaging panloob, at ang kanilang pagbuo ay palaging nauugnay sa hindi magkakatulad na linear o volumetric na mga deformation sa mga katabing volume ng isang materyal, yunit o istraktura.

Ang mga natitirang stress ay nahahati sa tatlong uri, pag-uuri ng mga ito ayon sa lawak ng patlang ng puwersa na kanilang nilikha:

• unang uri- balanseng 1) sa macroscopic volume (sa loob ng isang bahagi o istraktura);
• pangalawang uri- balanse sa microvolumes (sa loob ng mga crystallites ng istraktura ng metal);
• ikatlong uri- balanse sa ultramicroscopic volume (sa loob ng crystal lattice). Ang ganitong mga kahulugan ng mga natitirang stress ay unang ibinigay ni N.N. Davidenkov noong 1935.

1) Ang terminong "balanse" ay hindi ganap na tama, at mas tamang gumamit ng isa pang termino, halimbawa, "bumuo" o "lumabas." Ang katotohanan ay ang mga stress ng lahat ng tatlong uri ay magkakaugnay at ang bawat isa sa mga stress ay ang sanhi o bunga ng mga stress ng "kapitbahay" na mga uri, at sa kaso ng "pagbabalanse" sa loob ng aming mga volume magkakaroon tayo ng sapat na mga stress na hindi may kaugnayan sa isa't isa.

Sa pangkalahatan, ang pag-aaral ng mga natitirang stress ay nagsimula nang napakatagal na ang nakalipas. Ang unang seryosong pag-aaral ay isinagawa ni Rodman V.I. noong 1857 at pagkatapos ay Umov I.A. noong 1871. Ang simula ng sistematikong pananaliksik ay inilatag noong 1887 ni N.V. Kalakutsky, na siyang unang bumuo ng isang pamamaraan para sa pagkalkula ng mga natitirang stress at ang unang nagmungkahi ng mga eksperimentong pamamaraan para sa kanilang pagsukat. Sa mga sumunod na taon, ang mga pamamaraan para sa pag-aaral ng mga natitirang stress ay nabawasan pangunahin sa pagbuo ng mga pamamaraan para sa pagsukat sa kanila - isang mahalagang praktikal na gawain sa problema ng pagtukoy ng pagiging maaasahan ng mga istruktura.

Tulad ng nakasaad sa itaas, ang mga natitirang stress ay tumutukoy sa mga panloob na stress ng isang materyal. Ang mga panloob na stress ay isang pagpapakita ng mga proseso ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng sariling panloob na enerhiya ng isang materyal at ang enerhiya ng isang panlabas na larangan (puwersa, thermal, atbp.) Na nakakaapekto sa materyal, na idinisenyo sa anyo ng isang tiyak na bahagi o istraktura. Samakatuwid, ang mga panloob na stress ay kinabibilangan din ng mga stress na lumitaw sa materyal ng isang pinagsamantalang bahagi o istraktura sa ilalim ng impluwensya ng mga panlabas na larangan at tinutukoy ang paglaban ng materyal sa mga panlabas na impluwensya - ang lakas nito. Kasabay nito, ang pagbabago at muling pamamahagi ng panloob na enerhiya ng materyal sa pagitan ng mga bahagi nito sa ilalim ng impluwensya ng pag-load ng pagpapatakbo ay humahantong sa hitsura ng "bagong" natitirang mga stress. Upang maiwasan ang pagkalito Maipapayo na ipakilala ang sumusunod na pag-uuri ng mga panloob na stress:

• teknolohikal na mga natitirang stress- ito ay mga stress na nagreresulta mula sa pisikal at physico-chemical na proseso na nagsisimula sa materyal sa panahon ng paggawa ng isang bahagi o istraktura 2) at nagpapatuloy pagkatapos ng paggawa;
• load voltages- ang mga ito ay mga stress na lumitaw sa materyal ng pinapatakbo na bahagi o istraktura bilang isang nababanat na reaksyon ng materyal sa isang panlabas na pagkarga, nawawala ang mga stress ng pagkarga kapag ang panlabas na impluwensya ay tinanggal;
• mga natitirang stress sa pagpapatakbo- ito ay mga stress na nagreresulta mula sa mga proseso ng pakikipag-ugnayan ng panloob na panloob na enerhiya ng materyal ng isang bahagi o istraktura na may enerhiya ng isang panlabas na larangan, na nagmumula at naipon sa materyal sa buong buhay ng serbisyo ng bahagi o istraktura;
• operating voltages ay ang vector sum ng teknolohikal, load at operational stresses;
• aktwal na mga boltahe ay ang vector sum ng mga teknolohikal at operational na stress na nabuo sa panahon ng mga sukat.

2) Ang bawat teknolohikal na operasyon ng buong ikot ng pagmamanupaktura ng isang bahagi o istraktura ay patuloy na nagpapakilala ng sarili nitong mga natitirang stress, na may mga katangiang katangian. Ang resulta ng kanilang dynamic na pakikipag-ugnayan ng vector ay mga natitirang teknolohikal na stress.

kaya, lakas, pagiging maaasahan at pagiging angkop welded na mga istraktura para sa paggamit para sa mga layunin ng pagpapatakbo sa maraming aspeto natutukoy sa pamamagitan ng presensya, kalikasan at laki ng pagtatrabaho at aktwal na mga panloob na stress. Sa maraming paraan, ngunit hindi sa lahat, at ito ay dahil sa pagkasira ng materyal sa pangmatagalang paggamit.

2. Pagkasira ng materyal at ang papel nito sa lakas ng materyal

Sa katunayan, sa yugto ng disenyo at pagtatayo ng mga bagay, ang mga mekanikal na katangian ng mga materyales sa istruktura na ginamit ay kilala na may kinakailangang katumpakan, at kung posible na eksperimento na matukoy ang mga natitirang stress, ang paunang buhay ng lakas ng bagay ay maaari ding masuri. Bukod dito, ang katumpakan at pagiging maaasahan ng pagtatasa ng mapagkukunan ng isang bagay sa yugto ng pagtatayo nito ay tila hindi isang seryosong katangian, dahil mayroong mga pagsubok bago ang paglunsad, at ang 15 o 20 taon ng buhay ng serbisyo ay hindi napakahalaga - iyon ay malayo pa!

Ngunit kapag ang inaasahang pisikal na pagkasira ng kagamitan at istruktura ay malapit na, at sa ilang mga kaso ay dumating na, ang katumpakan at pagiging maaasahan ng natitirang pagtatasa sa buhay ay nagiging, sa literal na kahulugan ng salita, ay napakahalaga. Ito ay kung saan ang mga pamamaraan para sa pagtukoy ng natitirang buhay ng mga kritikal na bagay at mga pamamaraan para sa pagpapalawak ng buhay ng kanilang ligtas na operasyon, na isinasaalang-alang ang mga tunay na kondisyon, na kadalasang humahantong sa hindi mahuhulaan na mga pagbabago sa mga katangian ng materyal at ang pagkasira nito, ay nagiging lubhang nauugnay. At ang pangwakas na yugto ng pagkasira ng materyal ay ang mga bagong lumitaw na mga depekto, ang proseso ng "paglago" kung saan, sa ilalim ng mga kondisyon ng pagpapatakbo ng isang istraktura na gawa sa mapanghinayang materyal, ay hindi gaanong pinag-aralan at madalas na umuunlad tulad ng isang avalanche, upang ang oras na natitira bago ang ang pagkasira ng istraktura ay hindi alam at kadalasan ay masyadong maikli upang maiwasan ang isang sakuna.

Samakatuwid, upang makakuha ng maaasahang mga resulta para sa pagkalkula ng natitirang lakas ng buhay ng mga bagay na pinapatakbo nang mahabang panahon, kinakailangang malaman muna sa lahat ang aktwal na mekanikal na katangian ng materyal 3) at ang mga katangian ng estado ng stress-strain nito, na binuo hanggang sa kasalukuyan bilang resulta ng pagpapatakbo ng pasilidad.

3) Tandaan na nang walang kaalaman sa aktwal na mga mekanikal na katangian ng materyal na nabuo sa panahon ng pangmatagalang operasyon ng bagay, walang saysay na humiling ng mga ganap na halaga ng mga panloob na stress - walang maihahambing sa kanila! Sa mga kasong ito, mas kapaki-pakinabang ang mga pagbabago sa husay sa larangan ng stress.

Ang gawaing ito ay naging pangunahing hindi lamang sa pag-aaral at pagtatasa ng static na lakas ng mga bagay, ito ay nagiging mapagpasyahan sa pag-aaral at pagtatasa ng lakas ng pagkapagod dahil sa lokal na katangian ng pagkabigo sa pagkapagod at ang malakas na pag-asa nito sa aktwal na stress-strain. estado ng materyal.

Kaya, kapag nilutas ang problema ng pagiging maaasahan ng mga kritikal na bagay, ang mga sumusunod na gawain ay patuloy na lumitaw:

• pagpapasiya ng mga natitirang stress;
• pagpapasiya ng likas na katangian ng mga panloob na stress at mga halaga ng bahagi;
• pagpapasiya ng aktwal na mekanikal na katangian ng materyal at ang mga katangian ng estado ng stress-strain nito.

Ito ay lubos na halata na ang mga hindi mapanirang pamamaraan para sa pag-diagnose ng kondisyon ng mga materyales sa istruktura ay dapat magbigay ng pagkakataong ito. Ngunit handa na ba silang lutasin ang gayong mga problema?

Ang pangunahing pagiging bago ng pamamaraan ng MMM ay nakasalalay sa paggamit ng obhetibong umiiral, ngunit hindi pa pinag-aralan, na kababalaghan ng "magnetoplasty". Ang pag-aaral ng mga kumplikadong proseso ng muling pamamahagi ng sariling enerhiya ng materyal sa ilalim ng impluwensya ng panlabas na puwersa at/o magnetic field ay nangangailangan ng kaalaman hindi lamang mula sa larangan ng metal physics, mga teorya ng elasticity, plasticity at lakas, fracture mechanics, fundamentals ng radio engineering at kahit thermodynamics, ngunit pinilit kaming bumaling sa mga larangan ng agham gaya ng quantum physics, solid state physics, dislocation theory, electromagnetic field theory - mukhang malayo ito sa mga praktikal na problemang nalulutas. Ngunit ang mga resulta na nakuha ay lumampas sa mga inaasahan: posible na maitatag hindi lamang ang functional na koneksyon ng iba't ibang mga panloob na larangan ng enerhiya sa isa't isa at sa mga panlabas na larangan, na tinitiyak ang pagbuo ng mga kilalang aktibong pamamaraan ng diagnostic tulad ng paraan ng puwersang puwersa, ang natitirang magnetization method, ang Barkhausen noise method, atbp., ngunit kilalanin din ang quantitative criteria para sa pagtukoy ng malakas at mahinang magnetic field, enerhiya na relasyon sa pagitan ng puwersa at magnetic field na tumutukoy sa mga hangganan ng magnetoelasticity at ang phenomenon ng magnetoplasty, na ipinakilala sa praktikal na paggamit sa unang pagkakataon.

Ang ilang mga resulta ng magkasanib na trabaho sa larangan ng pang-eksperimentong at teoretikal na pag-aaral ng pisika ng magnetic phenomena ay talagang hindi akma sa mga klasikal na ideya tungkol sa magnetism at istraktura ng domain. Gayunpaman, sa parehong oras, hindi lamang sila sumasalungat, ngunit binubura din ang mga "blangko" na mga spot sa teorya ng magnetism, na matagal nang kilala sa mga espesyalista na nagtatrabaho sa larangang ito.

pansinin mo yan Hindi kami nakatanggap ng sistema ng indibidwal na itinatag na mga katotohanan, na kinumpirma ng mga resulta ng mga eksperimentong pag-aaral na isinagawa ni A.A. Dubov, at mga eksperimento na nakuha kahit na mas maaga, siyempre, nang nakapag-iisa sa kanya, ng mga kilalang domestic at dayuhang mananaliksik ng magnetic phenomena, at isang teorya ng istruktura ng domain, na lohikal na binuo sa halimbawa ng bakal, ay binuo.

Ang mga resulta na nakuha ay ipinakita sa madaling sabi noong 2002 sa St. Petersburg sa XVI All-Russian Conference on Diagnostics at sa mas detalyado noong 2003 sa III International Conference "Diagnostics of Equipment and Structures Using MMM". Naakit ng trabaho ang interes ng mga espesyalista na aktibong nagtatrabaho sa larangan ng pag-diagnose ng mga estado ng stress-strain ng mga materyales gamit ang mga magnetic na pamamaraan. Gayunpaman, sa kasamaang-palad, hindi namin nakita ang mga sikat na domestic magnet na siyentipiko sa alinman sa aming mga ulat.

Kasalukuyan kaming naghahanda para sa paglalathala ng isang aklat na nagpapakita ng detalyadong nilalaman ng gawaing ginawa.

3. Pag-uuri at pagsusuri ng mga pisikal na pamamaraan para sa pag-diagnose ng mga materyales sa istruktura

Ang pagsusuri ng mga uso sa pag-unlad ng mga umiiral na di-mapanirang pamamaraan at paraan ng kontrol 4) ay nagbigay-daan sa amin na mas mapalapit sa sagot sa tanong na ito. Isaalang-alang natin ang dinamika ng pamamahagi ng mga pagsisikap ng mga siyentipiko sa larangan ng pagbuo ng mga pamamaraan at tool ng diagnostic, na pinagsasama ang mga paksa ng kaugnay na pananaliksik sa mga direksyon.

4) Ang pagsusuri ay isinagawa batay sa mga materyales mula sa mga internasyonal na kumperensya, symposia at espesyal na pana-panahong panitikan para sa mga panahon mula 1966 hanggang 1974 (ang sample ay kinakatawan ng 125 publikasyon) at mula 1987 hanggang 1994 (higit sa 1000 mga ulat at artikulo ang nasuri dito ).

Talahanayan 1. Ang dinamika ng pamamahagi ng mga puwersang pang-agham sa mga lugar.

Tandaan na mula noong unang bahagi ng 90s, ang paghahanap para sa mga bagong diskarte sa diagnostic ng mga materyales ay naging pangunahing direksyon sa pagbuo ng mga diagnostic tool. Dapat sabihin na ang kasalukuyang naobserbahang pagtaas sa intensity ng trabaho sa paghahanap para sa mga bagong diskarte sa diagnosis ay ang pangatlo, mas malakas na pagtaas ng interes sa lugar na ito, na lumitaw sa huling bahagi ng 50s at nagkaroon ng unang peak sa kalagitnaan- 80s , ang pangalawa - sa unang bahagi ng 90s. Ang konklusyon na ito ay nakakumbinsi na kinumpirma ng lalong kapansin-pansing reorientation ng thematic na pokus ng mga ulat at paglalahad ng hindi lamang Russian, kundi pati na rin ang mga internasyonal na pang-agham at teknikal na kumperensya na "Non-destructive testing and diagnostics", simula noong 1997.

Ang lumalagong siyentipikong interes sa mga bagong diagnostic approach ay halata. Ngunit ang isa ay hindi maaaring makatulong ngunit bigyang-pansin ang katotohanan na ang dami ng trabaho sa pangalawang direksyon ay tumaas din nang malaki - pagpapabuti ng mga pamantayan sa pagmamarka batay sa istatistikal na pananaliksik. At ito, ayon sa mga may-akda, ay nagpapahiwatig hindi lamang ng isang pagnanais na madagdagan ang pagiging maaasahan ng mga resulta ng pagtuklas ng kapintasan, kundi pati na rin ang lalong kapansin-pansing kakulangan ng impormasyon na nakuha sa panahon ng pagsusuri ng mga bagay upang masuri ang kanilang kalagayan.

Ang pagsusuri ng mga gawa na kumakatawan sa mga pang-agham na direksyon ay nagpapahintulot sa amin na makita na, sa esensya, ang mga huling layunin ng ilang mga gawa ng iba't ibang direksyon ay pareho. Sa katunayan, ang aktwal na layunin ng trabaho na nakatuon sa pagpapabuti ng mga pamantayan ng pagmamarka at pag-aaral ng impluwensya ng mga depekto sa lakas ng mga istraktura ay upang maghanap ng mga bagong impormasyon na katangian ng mga depekto na tumutukoy sa antas ng kanilang panganib sa panahon ng pagpapatakbo ng istraktura. At ang mga paksa na may kaugnayan sa pag-aaral ng paglabas ng mga alon ng stress at ang pagbuo ng mga pamamaraan at paraan para sa pagtukoy ng stress na estado ng mga materyales ay isang pagtatangka upang malutas ang problema ng pagtatasa ng pagiging maaasahan ng mga istruktura sa mga bagong paraan.

Ang katumpakan ng pagtukoy ng mga uso sa pag-unlad ng mga diagnostic tool, na kinilala noong unang bahagi ng 90s, nang ang mundo ay nag-apply ng agham ay naipon ng maraming karanasan sa pagbuo ng mga diagnostic na pamamaraan at mga tool, ay walang pag-aalinlangan dahil ito ay, sa katunayan, ay mga istatistika lamang. Ngunit ang mga prospect ng mga direksyong ito sa mga tuntunin ng pagiging kapaki-pakinabang ng kanilang mga resulta sa paglutas ng problema ng pagtatasa ng natitirang buhay ng mga kumplikadong teknikal na bagay ay hindi mapag-aalinlanganan.

Ang isang mas malalim na pagsusuri ng mga gawa ng mga lokal at dayuhang mananaliksik ay humantong sa may-akda sa sumusunod na dalawang paunang konklusyon:

Una, Nang walang anumang intensyon na maliitin ang kahalagahan ng I at II na mga direksyon at ang kahalagahan ng mga tagumpay na nakamit doon, naniniwala ang may-akda na mula sa punto ng view mga pagkakataon upang makapasok sa isang qualitatively bago, sa prinsipyo, ang antas ng pagtukoy sa pagiging maaasahan ng mga bagay, ang dalawang direksyon na ito walang pag-asa, dahil sarado ang mga ito sa isa't isa: ginagawang posible ng mga bagong device na mapabuti ang mga pamantayan ng kontrol, at pinasisigla ng mga bagong pamantayan ang pagpapahusay ng mga device.

Pangalawa, tulad ng ipinakita ng pagsusuri ng trabaho sa ikatlong direksyon, sa kabila ng pagdagsa ng mga bagong pwersang intelektwal at modernong mga kasangkapan sa kompyuter, Ang isang "pambihirang tagumpay" sa isang qualitatively bagong antas ay hindi pa nakikita.

Ang katotohanan ay ang direksyon ng III ay bumubuo ng dalawang magkaibang, hindi magkakapatong na mga konsepto na hindi sumailalim sa anumang mga pagbabago mula noong huling bahagi ng 50s (mula noong pagdating ng paraan ng AE), bagaman, sa esensya, ang parehong mga pamamaraan para sa pagsukat ng estado ng stress at AE Ang mga pamamaraan ay may bilang isang bagay ng pag-aaral, iba't ibang mga yugto ng parehong proseso - ang reaksyon ng materyal sa pag-load at ang impluwensya ng mga kadahilanan sa kapaligiran.

Bilang karagdagan, ang mga kakayahan ng modernong microelectronics at teknolohiya ng computer ay humantong sa maraming mga espesyalista sa Kanluran mula sa paglutas ng puro pisikal na mga problema, ngunit doon, sa pisika ng mga proseso, ang nais na sagot ay nakatago. Maraming mga lokal na espesyalista, na sinusubukang abutin ang mga dayuhan sa direksyon ng pagpapabuti ng paraan ng kontrol, "pumasok" pareho, ngunit nasira na, track 5).

5) Kamakailan, sa mga tuntunin ng pagbuo ng mga produkto ng software para sa mga diagnostic, ang isang bilang ng mga pribadong domestic na kumpanya ay nakakuha ng mga nangungunang posisyon, na naabutan ang mga kilalang dayuhang kumpanya. Ang pinaka-kagiliw-giliw na mga resulta ay nakuha sa kumpanya na "Intellect" LLC sa Nizhny Novgorod (pinamumunuan ni A.L. Uglov).

Kaya, ang mga resulta ng pagsusuri ay maaaring mabalangkas tulad ng sumusunod:

• ang pangunahing direksyon sa pagbuo ng mga diagnostic tool para sa mga materyales ay ang paghahanap ng mga pagkakataon upang matukoy ang ilang mga mekanikal na katangian ng isang materyal na nauugnay sa stress na estado nito, batay sa mga parameter ng mga pisikal na patlang na ginagamit para sa mga diagnostic;
• ang mga prospect ng mga umiiral na konsepto na sumasailalim sa mahalaga at kawili-wiling pananaliksik sa pangunahing direksyon ay nagpapalaki ng malubhang pagdududa.

Siyempre, ang mga pagdududa tungkol sa mga prospect ng mga konsepto na pinagbabatayan ng pangunahing direksyon ng pag-unlad ng mga paraan para sa pag-diagnose ng kondisyon ng isang materyal, sa aspeto ng makabuluhang pagtaas ng pagiging maaasahan ng pagtatasa ng pagiging maaasahan ng mga istraktura, ay nangangailangan ng malubhang katibayan.

Ang mga modernong diagnostic ay may malaking arsenal ng iba't ibang mga pamamaraan at paraan para sa pagsukat ng mga mekanikal na katangian ng mga materyales. Ang pinakalawak na ipinakita na mga pamamaraan at paraan para sa pagsukat ng mga nalalabi at nababanat na panloob na mga stress.

Umiiral karaniwang pag-uuri hindi mapanirang mga pamamaraan ng diagnostic, na naghahati sa kanila sa likas na katangian ng pakikipag-ugnayan ng mga pisikal na larangan o mga sangkap sa kinokontrol na bagay at sa pamamagitan ng mga pamamaraan ng pagkuha ng pangunahing impormasyon sa siyam na uri: magnetic, electrical, eddy current, radio wave, thermal, optical, radiation, acoustic at capillary. Ang bawat uri ay nahahati naman sa iba't ibang grupo.

Ang pag-uuri na ito, na ipinakilala para sa mga pamamaraan at paraan ng pagtuklas ng kapintasan at ngayon ay ginagamit upang pag-uri-uriin ang mga pamamaraan at paraan para sa pag-diagnose ng stress na estado ng mga materyales, ay pormal na karakter, pagbabahagi ng lahat ng iba't ibang di-mapanirang pamamaraan ng diagnostic sa halip sa pamamagitan ng paraan ng pag-highlight ng epekto na ginamit kaysa sa uri ng pisikal na larangan.

Gayunpaman, kapag ang paglutas ng mga problema ng susunod, mas mataas na antas ng pagiging kumplikado - mga problema sa pagtukoy ng mga katangian ng mga materyales, sa partikular na mga mekanikal na katangian, kinakailangan upang magsagawa ng isang mas malinaw na dibisyon ng mga pamamaraan katulad. ayon sa uri ng pisikal na larangan.

Sa esensya, ang pagtukoy sa mga katangian ng isang materyal ay bumababa sa pagsukat ng mga pagbabago sa ilang partikular na parameter ng mga pisikal na field na ginamit. Sa madaling salita, kung ang isang bagay ng pag-aaral, na may ilang hindi kilalang kakayahan na lumaban sa mga panlabas na impluwensya, ay naiimpluwensyahan ng isang pisikal na larangan na may alam o tinukoy na mga parameter 6), pagkatapos ay nagbabago sa mga parameter ng larangan na ginamit, sanhi ng reaksyon ng ang bagay, ay kumakatawan sa isang "imprint" ng mga katangian nito sa lugar na ibinigay ng uri ng pisikal na larangan. Kasabay nito, ang "mga dayandang" ng reaksyon ay makikita sa mga puwang ng iba pang mga patlang, ngunit bilang hindi direktang "mga imprint" o pangalawang reaksyon. Kaya, halimbawa, kung naiimpluwensyahan mo ang isang thermal field, kung gayon ang mga direktang katangian ay magiging thermal, at hindi direktang - mekanikal, electromagnetic, atbp. Kung naiimpluwensyahan mo ang isang bagay na may field ng mekanikal na puwersa, kung gayon ang mga direktang katangian ng reaksyon ay nauugnay sa mekanikal na mga katangian, at hindi direktang pagpapakita ay maaaring obserbahan sa thermal, electromagnetic at iba pang mga patlang.

6) Ang "kilala" at "ibinigay" ay hindi palaging pareho. Sa pangkalahatan, ang "tinukoy" na mga parameter ay kilala, ngunit madalas na nauugnay ang mga ito sa mga panlabas na kondisyon ng paggulo ng patlang sa materyal na pinag-aaralan, habang ang mga parameter ng aktwal na nasasabik na larangan ay nananatiling bahagyang o ganap na hindi alam.

Pag-uuri ng mga kilalang pamamaraan para sa pag-diagnose ng estado ng mga materyales ayon sa uri ng mga pisikal na field, nakuha namin ang mga sumusunod na uri:

• electric;
• magnetic;
• electromagnetic;
• thermal;
• mekanikal.

Kasabay nito, ang mga kilalang at malawakang ginagamit na mga pamamaraan tulad ng optical, radio wave, X-ray, acoustic, holographic, capillary, electrical resistance method, strain gauges, pati na rin ang moire method, meshes, photoelasticity at iba pa ay hindi nawala. ; nakuha na nila ang kanilang lugar sa limang uri na ito.

Hindi nalilimutan na ang pag-uuri ng mga pamamaraan ng diagnostic ay hindi isang pagtatapos sa sarili nito, ngunit isang paraan lamang sa paghahanap ng mga dahilan para sa mababang pagiging maaasahan ng kanilang mga resulta, isaalang-alang natin nang mas detalyado ang ilan lamang sa mga pinaka-katangiang uri ng mga diagnostic.

Sa mga pag-aaral ng mga materyal na katangian, ang pinaka-tinatanggap na kinakatawan mga pamamaraan ng electromagnetic, na, depende sa frequency range, ay nahahati sa mga sumusunod na grupo o mga subtype (sa pagtaas ng frequency ng excited field): radio wave, microwave method, infrared, optical (visible range), ultraviolet, x-ray at gamma method. Ang lahat ng mga uri na ito, sa isang paraan o iba pa, ay batay sa pakikipag-ugnayan ng isang kapana-panabik na electromagnetic field na may sariling mga electromagnetic field ng materyal na pinag-aaralan, na nilikha ng mga molekula nito, mga atomo o kanilang mga electronic shell. Bukod dito, ang pinakamalaking epekto ay lilitaw kapag ang mga frequency ng kapana-panabik at natural na mga patlang ay malapit, na, sa katunayan, ay sumusunod mula sa molecular thermodynamics at kinukumpirma ang mga konklusyon nito. Ang mga frequency ng mga natural na electromagnetic field, na namamalagi sa makabuluhang iba't ibang mga saklaw, siyempre, ay nakasalalay sa stress na estado ng materyal. Ito ay kung saan lumilitaw ang gayong iba't ibang mga subtype ng mga electromagnetic na pamamaraan.

Ang pinakakaraniwang pamamaraan ng x-ray sa pagsasanay ay gumagamit ng pagbabago sa spectrum ng mga sinasalamin na sinag na sanhi ng pagbabago sa dalas ng panginginig ng boses ng mga kristal na lattice node at pagbabago sa mga distansya sa pagitan ng mga node o crystallographic na eroplano. Ang mga nagbibigay-kaalaman na mga parameter ng paraan ng X-ray ay: intensity, posisyon at lapad ng diffraction peaks ng spectrum, na tinutukoy ng pagpapapangit ng crystal lattice.

SA mekanikal na pamamaraan 7) mga diagnostic ng mga katangian ng materyal magkaugnay iba-iba mga uri ng static at dynamic na pamamaraan pagsukat ng katigasan at iba pang mekanikal na katangian ng mga materyales gamit ang mga resulta pakikipag-ugnayan sa pakikipag-ugnayan ng katawan ng pagsubok - ang indentor at ang materyal na pinag-aaralan 8) . Ito ay matagal nang kilala at ganap na halata.

7) Ang pinakakaraniwang mekanikal na pamamaraan ng diagnostic - ang pagsukat sa katigasan ng mga materyales ay kondisyon na hindi mapanira, dahil nagbabago ang kalidad ng ibabaw ng bagay. Ang paggamit ng paraang ito ay limitado ng mga kinakailangan sa pagpapatakbo para sa kalidad ng ibabaw.

8) Ang isang pagsusuri ng mga umiiral na pamamaraan para sa pagtukoy ng mga katangian ng mga materyales batay sa mga parameter ng pagpapapangit ng contact at isang malawak na bibliograpiya ay ibinibigay sa disertasyon ng doktor ng V.A. Rudnitsky.

At dito pagtatalaga ng acoustic at, bukod sa iba pang mga bagay, mga pamamaraan ng ultrasonic sa mga uri ng mekanikal Mukhang, sa madaling salita, medyo hindi karaniwan. Ngunit, sa esensya, ito ay totoo, dahil ang isang acoustic field ay isang larangan ng mga mekanikal na stress na nilikha sa isang paraan o iba pa sa isang limitadong dami ng materyal na pinag-aaralan at nagiging sanhi ng oscillatory o aperiodic displacements ng mga particle ng materyal, i.e. mga lokal na deformation ng materyal. Sa katunayan, ang limitadong deformed na dami ng materyal na ito ay isang indenter, ang kapansin-pansing katangian nito ay na maaari itong lumipat sa loob ng materyal na pinag-aaralan. Bukod dito, ang mga sukat ng deformed na rehiyon ay tinutukoy hindi ng mga parameter ng kristal na sala-sala (sa kaso ng mga metal at iba pang mala-kristal o polycrystalline na materyales) o ang mga sukat ng mga molekula (sa kaso ng mga amorphous na materyales), ngunit ang wavelength ng field na nasasabik sa materyal at mula sa mga fraction hanggang sampu-sampung mm.

Ngayon, ang paghahambing ng dalawang itinuturing na mga pamamaraan, mauunawaan ng isa kung bakit ang mga resulta ng pagsukat ng mga panloob na stress sa pamamagitan ng X-ray at mga acoustic na pamamaraan ay dapat na naiiba, dahil sa unang kaso ang kadahilanan ng pagtukoy ay pagpapapangit sa microlevel, na lumilikha ng mga stress ng ikatlong uri. , at sa pangalawa - isang hanay ng mga stress I- 1st at 2nd births. At ang lahat ng tatlong uri ng stress na ito, sa kabila ng hindi pagkakahiwalay ng kanilang koneksyon sa isa't isa, ay may hindi lamang makabuluhang magkakaibang mga halaga, ngunit iba't ibang mga character at, madalas, iba't ibang mga palatandaan. Bukod dito, sa pamamagitan ng pag-calibrate ng X-ray na paraan, na tumutugon sa mga microdeformation na tumutukoy sa mga uri ng III na stress, sa mga sample sa pamamagitan ng makunat o compressive na pwersa, i.e. sa katunayan, sa mga tuntunin ng mga stress ng unang uri, gumawa sila ng isang malaking pangunahing pagkakamali, na kadalasang hindi nila nalalaman.

Tulad ng nakikita natin, ang iminungkahing pag-uuri ng mga pamamaraan ng pisikal na diagnostic, na nagpapahintulot sa iyo na tingnan ang mga pamamaraan ng diagnostic mula sa isa pa, hindi gaanong pamilyar na bahagi, ay nagbibigay ng dahilan upang isipin ang mekanismo ng koneksyon sa pagitan ng mga parameter ng mga pisikal na patlang na ginagamit para sa mga diagnostic na may mga sinusukat na katangian ng materyal at mga katangian ng materyal sa kabuuan, at nagpapakita rin kung gaano kalapit ang pisikal na paraan na ginagamit para sa mga diagnostic sa mga sinusukat na katangian ng materyal na pinag-aaralan.

Sa madaling salita, ang pag-uuri ng mga pisikal na pamamaraan ay nagiging pangunahing sa aspeto ng gawain ng pagtukoy ng stress na estado ng isang materyal, na nagpapahiwatig ng paraan upang maitaguyod ang mga dahilan para sa masyadong mababang pagiging maaasahan ng 9) ang mga resulta ng pagsukat ng mga katangian ng stressed. estado ng mga materyales.

9) Dito angkop na alalahanin ang mga resulta ng mga paghahambing na pagsubok ng iba't ibang mga pisikal na pamamaraan kapag sinusukat ang mga natitirang stress, kapag ang mga sinusukat na halaga ay naiiba hindi lamang sa dami, kundi pati na rin sa tanda: ang ilang mga pamamaraan ay nagsalita tungkol sa naka-compress na estado ng materyal, habang ang iba ay nagsalita tungkol sa nakaunat na estado.

Kaya, ang pag-uuri at pagsusuri ng mga pisikal na pamamaraan para sa pag-diagnose ng estado ng stress ng mga materyales, ang mga pisikal na pamamaraan ng diagnostic ay nagpapahintulot sa amin na gumuhit ng una, hindi sa lahat ng kahindik-hindik, ngunit mahalagang konklusyon: ang mga direktang pamamaraan para sa pag-aaral ng mga katangian ng mga materyales ay mga mekanikal na pamamaraan ng diagnostic, at lahat ng iba pang pamamaraan (ayon sa iminungkahing pag-uuri) ay hindi direkta.

4. Pagtatasa ng pagiging maaasahan ng mga resulta ng diagnostic ng kondisyon ng mga materyales

Kaya, halos lahat ng mga pamamaraan para sa pag-diagnose ng stress na estado ng mga materyales ay alinman sa hindi direkta o ginagamit bilang hindi direkta.

Ang ideolohikal na batayan ng mga hindi direktang pamamaraan ay ang paggamit ng ilang tinatayang mga pag-andar, na nakuha nang mas madalas sa eksperimento at kung minsan sa teorya at sumasalamin sa obhetibong umiiral na koneksyon sa pagitan ng mga naitala na pagbabago sa mga parameter ng patlang na ginamit at ang aktwal na mga pagbabago sa estado ng materyal, na karaniwang ipinahayag sa pamamagitan ng mga indibidwal na mekanikal na katangian o isang tiyak na hanay ng mga katangian nito. Ngunit dahil ang koneksyon na ito, bilang isang kinahinatnan ng pangalawang phenomena ng pagbabagong-anyo ng panloob na enerhiya ng materyal na kasama ng proseso ng pagbabago ng estado nito, ay tinutukoy ng maraming mga kadahilanan, ang lugar ng lehitimong aplikasyon ng mga hindi direktang pamamaraan ay limitado sa pamamagitan ng kasapatan ng ang approximating function na ginagamit sa mga prosesong pinag-aaralan. kung saan, upang matukoy ang mga hangganan ng lugar na ito, kung maaari, pagkatapos lamang ng husay.

Ang pangunahing mahahalagang parameter ng mga field na ipinakilala sa isang materyal upang pag-aralan ang mga katangian nito ay mga parameter ng enerhiya at, una sa lahat, intensity at instantaneous power 10). Ang katotohanan ay ang patlang na ipinakilala sa materyal na pinag-aaralan, na nakikipag-ugnayan sa sariling mga larangan ng materyal, ay nagbabago sa mga katangian nito. Sa kasong ito, ang kalikasan, magnitude at habambuhay na 11) ng mga pagbabago ay tinutukoy ng dinamikong ratio ng mga energies ng mga nakikipag-ugnay na larangan. Kadalasan, ang mga pagbabago sa mga katangian ng isang materyal sa panahon ng mga diagnostic ay hindi lamang napapansin, alinman nang hindi ipinapalagay ang posibilidad ng naturang mga pagbabago, o, alam ang tungkol sa mga ito, sila ay sadyang napapabayaan, isinasaalang-alang ang intensity ng mga patlang na ginagamit para sa mga diagnostic na mababa. Ngunit sa parehong mga kaso mayroon kaming isa pang mapagkukunan ng error sa pamamaraan sa pagsukat ng mga katangian ng materyal gamit ang mga hindi direktang pamamaraan. At ang magnitude ng error na ito ay maaaring napakalaki.

10) Power - ang enerhiya na ipinadala ng ipinakilala na field sa pamamagitan ng ibabaw na isinasaalang-alang sa bawat yunit ng oras. Ang intensity ay ang average na oras na enerhiya na inilipat ng input field sa pamamagitan ng isang solong lugar na patayo sa direksyon ng pagpapalaganap ng enerhiya, i.e. ang intensity ay ang average na tiyak na kapangyarihan. Ang instant na kapangyarihan ay ang kapangyarihan ng field sa isang naibigay na sandali sa oras.

11) Habambuhay - isang kondisyonal na yugto ng panahon kung saan ang laki ng mga pagbabago na dulot ng mga panlabas na impluwensya ay bumababa sa isang paunang natukoy na halaga. Ang haba ng buhay ng mga pagbabago ay tinutukoy ng ratio ng mga rate ng pagpapahinga at pagkaantala (pagkatapos ng epekto).

Bukod sa, karamihan sa mga pamamaraan, na sinasabing binibilang ang mga nasusukat na katangian ng isang materyal, ay kamag-anak, dahil ang mga ito ay nakabatay sa pagsukat ng mga pagbabago sa nagbibigay-kaalaman na parameter ng inilapat na pisikal na larangan sa mga na-load at hindi na-load na estado ng materyal. Ito ay makakamit alinman sa pamamagitan ng pag-alis ng load mula sa bagay na pinag-aaralan (na bihirang magagawa sa pagsasanay), o sa pamamagitan ng paggamit ng mga sample ng saksi kumpara sa bagay na pinag-aaralan. Ito ay malinaw na ang parehong mga pagpipilian magpakilala ng karagdagang error ng hindi kilalang magnitude: sa unang kaso - dahil sa paglitaw ng mga proseso ng relaxation-retardation, sa pangalawa - dahil sa hindi pagkakakilanlan ng parehong mga kondisyon ng pagsukat at ang mga materyales ng sample at object mismo, na hindi lamang may ibang background, ngunit karamihan madalas ding hugis.

Dahil dito, ang mga ito, na hindi isinasaalang-alang dati, mga pagkakamali sa pamamaraan 12) pagpapasiya ng mga mekanikal na katangian sa pamamagitan ng hindi direktang pamamaraan - ang pangunahing bahagi ng nagresultang error sa pagsukat, hindi ma-quantified. Nangangahulugan ito na sa diskarteng ito ay hindi tama na pag-usapan ang tungkol sa pagiging maaasahan ng dami ng mga resulta ng pagsukat ng mga mekanikal na katangian sa pamamagitan ng hindi direktang mga pamamaraan.

12) Ang mga error sa pamamaraan ay tradisyonal na itinuturing na mga error na nauugnay sa kawastuhan ng proseso ng pagsukat - ang pamamaraan ng pagsukat, na, tulad ng sumusunod mula sa itaas, ay humahantong sa mga pangunahing maling kuru-kuro.

Ang huling pangungusap ay totoo rin dahil walang sapat na nakakumbinsi na paraan ng eksperto para sa pagtatasa ng kawastuhan at pagiging maaasahan ng pagtukoy sa stress na estado ng isang materyal.

Sa katunayan, ang isa sa mga pinaka-karaniwang paraan ng pagsukat ng stress - ang paraan ng paggamit ng mga strain gauge, na tinatamasa ang pinakamataas na kumpiyansa ng mga espesyalista, kahit na tila kakaiba, ay hindi rin direkta at tumutukoy sa elektrikal, dahil ginagamit nito ang pag-asa ng electrical resistance. ng sensing element sa mga geometric na sukat nito. Iyon ay, sa katunayan, ito ay isang hindi direktang paraan para sa pagsukat ng pagpapapangit, na, siyempre, ay nauugnay sa laki ng mekanikal na stress sa pamamagitan ng nababanat na modulus, ngunit, sa kasamaang-palad, hindi lamang kasama nito. Samakatuwid, ang saklaw ng aplikasyon ng paraan ng strain gauge para sa pagsukat ng stress ay limitado sa nababanat na rehiyon, at mas kaunti ang nalalaman natin tungkol sa mga katangian ng materyal na pinag-aaralan, mas mababa ang masasabi natin tungkol sa stress, bukod dito, hindi sa materyal. , ngunit sa ibabaw lamang nito.

Kahit na ang mga mapanirang pamamaraan, tulad ng pamamaraan ng butas, ang paraan ng post o ang paraan ng trepanation at iba pa, sa katunayan, ay hindi pa rin maaaring maging sanggunian, dahil ipinakilala nila ang kanilang sariling mga natitirang stress na nauugnay sa mekanikal na pagproseso ng materyal kapag nagbubutas ng mga butas o milling post.

At sa wakas, ang pangunahing at pinaka-hindi kasiya-siyang kawalan ng lahat ng hindi mapanirang pamamaraan ay na, habang pinapayagan ang isa na tantiyahin ang laki ng stress sa isa o isa pa (kahit na malaki) na error, hindi nila ginagawang posible upang matukoy ang likas na katangian ng mga deformation na dulot ng mga stress na aktwal na umiiral sa materyal, ibig sabihin. tukuyin ang estado ng materyal (malutong o ductile) at suriin kung gaano ito kalapit sa mga kritikal na estado ng materyal (ani o bali). Ang dahilan ay limitadong impormasyon na kakayahan ng mga pamamaraan, tradisyonal na ginagamit para sa mga sukat na hindi hihigit sa 4 na independiyenteng mga parameter ng impormasyon ng mga pisikal na field na ginagamit para sa mga diagnostic.

5. Konklusyon

Kaya, sa pagpuna sa pinakamataas na antas ng pag-unlad ng mga modernong di-mapanirang pamamaraan at paraan ng mga diagnostic ng mga materyales at istruktura, kailangan nating sabihin hindi lamang ang kakulangan ng mga paraan para sa mapagkakatiwalaang pagtukoy ng mga katangian ng estado ng stress-strain ng mga materyales sa mga istruktura ng nagpapatakbo ng mga bagay, ngunit imposibilidad ng pagtatasa ng pagiging maaasahan mismo ang mga resultang nakuha.

Ang pagbubuod ng mga resulta ng pagsusuri, maaari nating iguhit ang mga sumusunod na konklusyon:

• lahat ng kasalukuyang kilalang diagnostic na pamamaraan, maliban sa mekanikal, ay hindi direkta at kamag-anak;
• ang iba't ibang mga pamamaraan ng ultrasound ay nagpapahiwatig ng kanilang potensyal na mataas na nilalaman ng impormasyon, gayunpaman, ang kasalukuyang umiiral na mga tool ay gumagamit ng hindi hihigit sa 4 na independiyenteng mga parameter ng impormasyon;
• mga pamamaraan ng ultrasonic, na ipinatupad sa pamamagitan ng mga kilalang teknikal na paraan, kasama ang lahat ng kanilang pagkakaiba-iba, bilang integral spectral o integral amplitude-phase, ay ginagamit bilang hindi direktang pamamaraan;
• lahat ng kasalukuyang kilalang diagnostic tool ay sumusukat lamang ng ilang mga parameter ng mga pisikal na larangan na ginagamit, sa pangkalahatan ay nauugnay hindi sa mga mekanikal na stress, ngunit sa isang tiyak na hanay ng mga katangian ng estado ng stress-strain ng materyal, at nauugnay sa hindi sapat na pinag-aralan at hindi palaging monotonous at hindi malabo. mga pattern;
• ang pagpapasiya ng kalikasan at laki ng error sa pamamaraan sa pagsukat ng mga katangian ng stress na estado ng isang materyal ay imposible;
• pagiging maaasahan at, bukod dito, ang katumpakan ng pagsukat ng mga katangian ng stress na estado ng isang materyal gamit ang mga hindi mapanirang pisikal na pamamaraan, na ibinigay ng mga nag-develop ng mga diagnostic tool, magtaas ng malubhang pagdududa;
• walang sapat na nakakumbinsi na pamamaraan ng dalubhasa para sa pagtatasa ng kawastuhan ng pagtukoy ng mga katangian ng estado ng stress ng isang materyal gamit ang mga hindi mapanirang pisikal na pamamaraan.

6. Pagsusuri at systematization ng mga dahilan para sa mababang kahusayan ng paggamit ng mga hindi mapanirang pamamaraan para sa mga diagnostic ng SSS

Ang malinaw na dahilan para sa mahabang kawalan ng napakahalagang pagtaas sa pagiging maaasahan ng pagtatasa at paghula sa mga tuntunin at kundisyon para sa ligtas na operasyon ng mga kritikal na bagay ay ang kawalan ng pagkakaisa sa pagitan ng mga espesyalista sa lakas at mga developer ng mga pamamaraan at tool ng diagnostic. Ang hindi pagkakaisa na ito ay humahantong sa katotohanan na ang mga espesyalista sa lakas, dahil sa kakulangan ng mga layunin na katangian na sumasalamin sa kasalukuyang mga katangian ng materyal, ay bumuo ng iba't ibang mga pamamaraan ng pagkalkula batay sa anumang magagamit na mga katangian na, hindi bababa sa husay, hindi bababa sa bahagyang, ay nagbibigay ng ideya ng ang kasalukuyang estado ng materyal. At ang mga nag-develop ng mga diagnostic na pamamaraan at tool, sa napakagandang paghihiwalay, ay "nagtulak" sa paghahanap ng mga pamamaraan at paraan para sa pagtukoy ng mga natitirang stress, kung minsan ay hindi iniisip ang pagiging maaasahan ng mga resulta ng pagsukat.

Ang malinaw na dahilan para sa hindi sapat na pagiging epektibo ng paggamit ng mga diagnostic tool para sa estado ng stress-strain ng mga istrukturang materyales kapag tinatasa ang buhay ng mga bagay ay maaaring mabuo nang mas mahigpit: ang kakulangan ng isang siyentipikong batay sa konsepto para sa pag-diagnose ng stress-strain state (SSS) ng materyales at pangkalahatang konsepto ng mga kumplikadong diagnostic. Ang pormulasyon na ito ay pa rin ng isang pribadong kalikasan, na parang hindi humipo sa estado ng mga gawain sa mga espesyalista sa lakas, ngunit naglalaman na ito ng mga elemento ng constructivism, dahil ito ay nagpapahiwatig ng direksyon ng pagkilos at nangangailangan ng mas malalim na pagsusuri sa kasalukuyang sitwasyon.

Ang mga resulta ng karagdagang pagsusuri ay nagpapakita na ang totoo, pinagbabatayan na mga dahilan para sa "stagnation" sa paglutas ng pangunahing problema ay mas kumplikado at bumubuo ng dalawang problema na karaniwan sa mga agham ng lakas at mga agham ng mga pamamaraan ng diagnostic:

• ideolohikal: kakulangan ng isang malinaw na pag-unawa sa pagtukoy ng papel ng isang tiyak na bilang ng mga pangunahing independiyenteng katangian ng materyal at ang kanilang functionally na pagtukoy ng kaugnayan sa mga katangian ng estado ng stress-strain (SSS) ng materyal at, bilang kinahinatnan, kakulangan ng pamamaraang nakabatay sa siyentipiko, na tumutukoy sa mga layunin, layunin at pamantayan para sa pag-diagnose ng estado ng stress-strain ng mga istrukturang materyales;

  Sa katunayan, ang kakulangan ng mga kinakailangan para sa sinusukat na mga katangian ng SSS, ang kakulangan ng metrological na batayan para sa sertipikasyon at pagpapatunay ng mga paraan para sa pagsukat ng mga katangian ng SSS ng mga materyales ay humantong sa kalabuan ng mga paunang kinakailangan at ang pagkakamali ng pamamaraang pamamaraan sa binuo na paraan, na nagsasangkot ng hindi lamang isang hindi katanggap-tanggap na mababang pagiging maaasahan ng mga resulta ng pagsukat, ngunit, madalas, at ang imposibilidad ng wastong pagtukoy sa sinusukat na parameter ng pisikal na larangan na ginamit at ang sinusukat na pisikal na katangian ng materyal na pinag-aaralan. Bilang karagdagan, ang pagiging maaasahan ng mga resulta (kung, tulad ng nabanggit kanina, maaari nating pag-usapan ito sa lahat) ay halos imposible upang masuri dahil sa kakulangan ng mga rekomendasyon at pamantayan ng pamamaraan at metrological.

• pisikal: hindi sapat na pag-unawa, at sa ilang mga kaso, kakulangan ng kaalaman sa mga pisikal na proseso ng pakikipag-ugnayan ng mga patlang na ginagamit upang masuri ang mga katangian ng isang materyal na may sariling mga larangan at, bilang kinahinatnan, kakulangan ng pag-unawa hindi sapat na nilalaman ng impormasyon ng mga hindi mapanirang pamamaraan at mga tool sa diagnostic, ginamit upang pag-aralan ang mga kumplikadong pisikal na proseso ng muling pamamahagi ng panloob na enerhiya ng isang materyal, na ipinahayag sa muling pamamahagi ng mga stress ng ika-1, ika-2 at ika-3 na uri, na tinutukoy ng mga pangunahing katangian ng materyal at, sa parehong oras, ang pagtukoy ng SSS nito ng ang materyal.

  Dapat itong lalo na bigyang-diin na sa mga nakaraang taon ay may mga mapanganib na uso sa isang pinasimple na diskarte sa pagtatasa ng natitirang buhay ng mga kumplikadong bagay. Ang ilang mga developer ng mga tool para sa pagsukat ng mga natitirang stress, pagsasagawa ng mga pag-aaral sa mga sample sa ilalim ng uniaxial loading na mga kondisyon, ay nakakakuha ng isang mahusay na ugnayan ng mga resulta ng pagsukat ng isa o, sa pinakamahusay na, dalawang mga parameter ng pisikal na mga patlang na ginamit sa magnitude ng load, na nag-iiba up sa punto ng pagkawasak. Nang walang pag-aabala na pag-aralan ang mga proseso ng materyal na paglaban sa mga panlabas na karga, nang hindi sinusubukan na maunawaan ang mga mekanika ng pagkasira, inililipat nila ang mga resulta na nakuha sa mga tunay na bagay, na naniniwala na ang isang natatanging paraan ng pagsukat ng natitirang buhay ng bagay na pinag-aaralan ay binuo. Ito, sa pinakamababa, ay nagpapawalang-bisa sa mga bagong kawili-wiling solusyon, ngunit, pinaka-mahalaga, ang halaga ng naturang diskarte sa kumplikadong problema ng pagkalkula ng natitirang buhay ay maaaring maging kahila-hilakbot.

Ang pagsusuri ng mga dahilan para sa hindi sapat na kahusayan ng paggamit ng mga diagnostic tool para sa SSS ng mga materyales sa istruktura kapag tinatasa ang buhay ng serbisyo ng mga kumplikadong teknikal na istruktura ay nagpapakita ng kanilang pagiging objectivity, ang pinakamahalagang resulta kung saan sa moral na aspeto ay dapat na isang patas na dibisyon ng responsibilidad para sa kakulangan ng mga kinakailangang diagnostic tool para sa mga katangian ng mga materyales sa pagitan ng mga espesyalista sa lakas at mga developer ng mga diagnostic na pamamaraan at tool. Ang kamalayan sa pagkakapantay-pantay ng pananagutan ay tiyak na maglalapit sa mga posisyon ng magkabilang panig, na mahalagang lutasin ang isang problema - upang magbigay ng katanggap-tanggap na mga garantiya ng kaligtasan ng mga bagay, ngunit ang pagsanib-puwersa ay posible lamang sa isang nakabubuo na diskarte.

Ngunit ang pinaka-mahalaga, ang mga analytically group na dahilan ay nakakakuha ng ibang, aktibo, nakabubuo na karakter, na nagpapahiwatig ng paraan upang malutas ang pinaka-pagpindot na problema sa pagtiyak ng ligtas na operasyon ng mga kumplikadong teknikal na bagay.

7. Mga alok

Ayon sa mga may-akda, upang malutas ang problema ng maaasahang pagsukat ng mga katangian ng estado ng stress-strain ng mga materyales sa istruktura at welded joints, lalo na, kinakailangan upang isagawa ang mga sumusunod na hakbang:

7.1. Bumuo ng pare-parehong pang-agham na batay sa mga kinakailangan para sa mga pamamaraan at paraan ng pagsukat ng VAT ng isang materyal. Ang mga kinakailangang ito ay dapat:

• Ang pagpapatuloy mula sa isang malinaw na ideya ng pagtukoy ng kahulugan at ang pagkakaugnay ng mga independiyenteng pangunahing katangian ng materyal ay isang ideolohikal na batayan;
• magkaroon ng isang bagong pag-uuri ng mga pamamaraan at paraan para sa pagsukat ng mga katangian ng estado ng stress-strain ng mga materyales sa pangkalahatan at welded joints sa partikular;
• naglalaman ng pag-uuri, listahan at pamantayan para sa pagtatasa ng mga pangunahing katangian ng materyal at mga katangian ng VAT nito, at ang mga katangiang ito, sa isang banda, ay dapat na napapailalim sa ipinag-uutos na pagsukat sa panahon ng diagnosis estado ng materyal, at, sa kabilang banda, ay dapat na napapailalim sa ipinag-uutos na paggamit bilang mga pangunahing katangian kapag nagsasagawa ng mga kalkulasyon aktwal o hinulaang mapagkukunan. Siyempre, mangangailangan ito ng mga pagsasaayos sa mga pamamaraan para sa pagkalkula ng habang-buhay, ngunit sa ganitong paraan lamang, sa pamamagitan ng paglikha ng mga kondisyon para sa pagsasama-sama ng mga agham ng lakas at mga agham ng diagnostic, malulutas ba ang problema sa pagkamit ng kinakailangang antas ng kaligtasan ng bagay. .

7.2. Bumuo ng isang pamamaraan at paraan para sa metrological na pag-verify at sertipikasyon ng mga instrumento para sa pagsukat ng mga parameter ng VAT, na magbibigay-daan sa iyo upang masuri ang pagiging epektibo at katumpakan ng mga tool na binuo. Siyempre, ang paglikha ng isang maaasahang paraan ng dalubhasa para sa pag-verify ng mga diagnostic tool ay tila isang napakahirap na gawain, na ang solusyon ay maaaring tumagal ng mahabang panahon. Gayunpaman, apurahang ipakilala, kahit na may kondisyon, isang pinag-isang sistema ng mga karaniwang tool sa pag-verify (halimbawa, mga sample o pamamaraan). Ang gayong pinag-isang sistema ay hindi lamang papayagan ihambing nang tama iba't ibang pamamaraan ng diagnostic, ngunit maaaring maging ilang prototype ng pamantayan para sa pagtatasa ng mga resulta ng diagnostic.

7.3. Kinakailangan na simulan ang pagbuo ng mga dokumento ng regulasyon na kumokontrol sa pagsukat ng mga parameter ng SSS ng mga materyales kapag nag-diagnose ng mga bagay, depende sa kategorya ng kanilang potensyal na panganib sa mga tao at sa kapaligiran.

Noong 2003, sa inisyatiba ng mga may-akda, kasama ang TK-132 "Technical Diagnostics" ng State Standard, isang draft na pamantayan "Non-destructive testing. Pagsubaybay sa stress-strain state ng mga pasilidad sa industriya at transportasyon kapag tinatasa ang buhay ng serbisyo ng kagamitan. Pangkalahatang mga kinakailangan" ay binuo. Ang draft na pamantayang ito ay isinumite para sa talakayan sa mga interesadong organisasyon at indibidwal.

Sa konklusyon, napapansin namin na ang pag-aaral ng mga kumplikadong proseso ng muling pamamahagi ng sariling enerhiya ng isang materyal sa ilalim ng impluwensya ng panlabas na puwersa, magnetic at iba pang mga larangan ay mangangailangan ng kaalaman mula sa mga larangan ng agham na tila malayo sa mga praktikal na problemang nilulutas: quantum physics , solid state physics, metal physics, dislocation theory, theories elasticity, plasticity at strength, fracture mechanics, electromagnetic field theory at maging ang mga batayan ng radio engineering. Ito, siyempre, ay tumutukoy sa mataas na antas ng mga kinakailangan para sa mga espesyalista na bumuo ng iba't ibang paraan ng kontrol sa VAT. Dapat itong bigyang-diin na ang mga diagnostic ng SSS ng mga istrukturang materyales ay isang mas mataas na yugto ng diagnostic, kasunod ng pagtuklas ng kapintasan, at nangangailangan ng isang bagong ideolohiya, isang bagong konsepto. Ang isang bagong konsepto lamang ang may kakayahang hindi lamang magkasundo ang iba't ibang mga pisikal na pamamaraan ng hindi mapanirang pagsubok na ngayon ay "naglalabanan" sa bagong uri ng diagnostic na ito, na magkakasamang nabuhay at umakma sa bawat isa sa pagtuklas ng kapintasan, ngunit, isinasaalang-alang ang mga detalye ng kanilang mga pisikal na "relasyon," pagsamahin ang mga ito sa isang solong sistema na maaaring makabuluhang mapabilis ang mga problema sa solusyon ng pagtaas ng pagiging maaasahan ng pagtantya sa natitirang buhay ng mga kumplikadong teknikal na bagay.

Kapag pinag-aaralan ang kakayahan ng mga produkto na makatiis ng iba't ibang mga mekanikal na pag-load, ang parehong mga pagsukat ng mga load mismo (puwersa, sandali) at mga sukat ng mga deformasyon na naranasan ng istraktura ng produkto o mga indibidwal na elemento nito ay isinasagawa. Ang larangan ng pagsukat, ang paksa kung saan ay ang pag-aaral ng mga deformation, ay tinatawag na tensometry (mula sa Latin tensus - tense).

Ang isa sa mga pinaka-karaniwang paraan para sa pagsukat ng mga deformation ay ang malutong na paraan ng patong. Ang isang strain-sensitive coating ay inilalapat sa ibabaw ng bagay na pinag-aaralan. Bilang resulta ng pagkakalantad sa ilang mga puwersa, ang bagay ay sumasailalim sa pagpapapangit, at lumilitaw ang maliliit na bitak sa patong. Sa pamamagitan ng pagsusuri sa mga lugar kung saan ang mga bitak ay puro at ang kanilang density, posible na ibalik ang mga halaga ng pagpapapangit sa bawat punto ng bagay. Sa kasong ito, ginagamit nila ang kaugnayan sa pagitan ng density ng mga bitak at ang dami ng pagpapapangit, na inalis gamit ang isang pagkakalibrate beam - isang baras na patulis patungo sa isang dulo, ang makapal na dulo nito ay mahigpit na naayos, at isang puwersa ay inilalapat sa manipis na dulo. Ang parehong patong ay inilapat sa pagkakalibrate beam tulad ng sa bagay, at ang halaga ng pagpapapangit sa bawat punto ay maaaring hindi malabo na matukoy sa teorya ng paggalaw ng manipis na dulo. Ang kawalan ng paraan ng pagsukat ng strain na ito ay naaangkop lamang ito upang pag-aralan ang mga static na strain at ang pinakamataas na halaga ng mga dynamic na strain.

Ang isa pang hindi gaanong karaniwang paraan para sa pagsukat ng mga static na deformation ay ang moire grid method, na binubuo ng paglalagay ng fine mesh sa ibabaw ng isang bagay at pagkatapos ay kunan ito ng litrato sa normal at deformed na estado. Kapag pinagsama ang dalawang photographic na larawang ito, nakikita ang moire sa mga lugar ng pagpapapangit - isang pagkakasunud-sunod ng madilim at magaan na mga guhit.

Upang sukatin hindi lamang ang mga static, kundi pati na rin ang mga dynamic na deformation, ginagamit nila ang paggamit ng mga sistema ng pagsukat ng strain gauge ng impormasyon na nagsasagawa ng mga pagsukat ng elektrikal. Ang pangunahing converter sa naturang mga sistema ay strain gauge– isang risistor na nagbabago ng resistensya kapag nadeform.

Nabanggit na namin ang mga gauge ng strain ng semiconductor (silicon). Ang isa pang uri ng mga converter ay wire strain gauge, kumakatawan sa isang wire na inilagay sa isang espesyal na substrate (tingnan ang Fig. 3.1). Ang strain gauge ay binubuo ng isang manipis na wire na may diameter na 0.015 - 0.05 mm, na inilatag sa isang hugis na sala-sala sa pagitan ng dalawang nababanat na insulating plate na gawa sa manipis na papel, o mga varnish film. Sa kasalukuyan, ginagamit din ang strain gauge na gawa sa etched foil na may kapal na 0.005-0.025 mm. Ang foil strain gauge ay nagbibigay ng isang malaking lugar sa ibabaw ng risistor, at, bilang isang resulta, ang mas malaking paglipat ng init nito. Samakatuwid, ang pinahihintulutang kasalukuyang density ay tumataas at ang sensitivity ng strain gauge ay tumataas.

Dahil maliit ang pagbabago sa strain gauge, ginagamit ang isang bridge circuit para sa pagkonekta ng mga strain gauge gamit ang alternating current. Ang isa sa mga pangunahing kahirapan sa paggamit ng mga strain gauge ay ang kanilang malakas na pag-asa sa temperatura (malapit sa pag-asa sa strain). Upang mabayaran ito, ang isang magkaparehong strain gauge ay kasama sa katabing braso ng tulay, na matatagpuan sa tabi ng manggagawa, ngunit hindi nakakaranas ng pagpapapangit. Ang substrate ay naayos sa bagay sa ilalim ng pag-aaral (nakadikit o welded), at kapag ito ay deformed, ang haba ng wire ay nagbabago (stretching o compression), na humahantong sa isang pagbabago sa electrical resistance nito. Kapag nag-i-install, ang mga strain gauge ay nakatuon sa direksyon ng maximum na pagpapapangit, at kung ang direksyon na ito ay hindi kilala, pagkatapos ay isang rosette ng tatlong strain gauge na naka-install sa isang anggulo ng 120 0 ay ginagamit. P

kanin. 3. 1. Wire strain gauge

kanin. 3. 2. Circuit ng tulay

SA Dahil sa ilang partikular na paghihirap na nauugnay sa pagbuo ng DC amplifier para sa mga mahinang signal, ang tulay ay kadalasang pinapagana mula sa isang AC boltahe na pinagmulan. Sa kasong ito, ang magnitude ng deformation ay tinatantya ng amplitude ng output signal (3.1), at ang uri nito (stretching o compression ng strain gauge kasama ang base) sa pamamagitan ng phase ng output signal. Sa kaso kapag ang paglaban ng strain gauge ay tumaas kumpara sa nominal na halaga, ang bahagi ng output signal ay magiging kabaligtaran sa yugto ng supply boltahe (ang positibong kalahating alon ng supply boltahe ay tumutugma sa negatibong kalahating alon. ng output signal).

SA

kanin. 3. 3. Strain gauge amplifier circuit

Sa output ng amplifier circuit na ito ay mayroong isang low-pass na filter LPF para sa pagsugpo sa interference at karagdagang power amplifier ISIP . Ang pagtatakda ng amplifier zero ay isinasagawa gamit ang isang divider sa mga resistors R 1 At R 2 .

Ipinapakita ng talahanayan 3.1 ang mga katangian ng ilang komersyal na amplifier na nilayon para gamitin sa mga sistema ng pagsukat ng impormasyon ng strain gauge.

Talahanayan 3.1.