CN109765271B - 判断金属疲劳裂纹锤击闭合的装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种判断金属疲劳裂纹锤击闭合的装置及其方法。该装置包括外壳、供电装置、电位感应装置;供电装置包括设置在外壳内的电池盒、固定在外壳底端的供电端头;电池盒通过导线与固定在外壳底端的供电端头连接;电位感应装置,包括微型电位计、芯片、电压输入端头、弹簧线;微型电位计、芯片均设置于外壳内;电压输入端头设置于外壳底端;所述微型电位计通过弹簧线与电压输入端头连接;所述芯片设有控制元件,并与微型电位计相连。由此可知:本发明填补了锤击闭合质量评定方法的技术空白,满足金属裂纹锤击闭合技术推广及应用。
Description
技术领域
本发明属于金属疲劳裂纹修复领域,具体涉及一种判断金属疲劳裂纹锤击闭合的方法及其装置。
背景技术
金属结构受到循环荷载的作用易产生疲劳状态, 在它的表面会产生裂纹,进而对结构的受力有很大的影响,直接威胁工程结构和机械的安全。实践证明, 金属疲劳已经是十分普遍的现象。据150 多年来的统计, 金属部件中有 80%以上的损坏是由于疲劳引起的。
为了防止金属疲劳裂纹进一步产生危害,采用中国专利文献CN103952985A公开的一种钢桥疲劳裂纹锤击闭合修复方法,使用气动锤对金属产生疲劳裂纹的部位施加锤击荷载,促使该疲劳裂纹开口闭合,达到疲劳裂纹修复的目的。
由于目前尚无相应的判断金属疲劳裂纹锤击闭合的方法和装置,导致无法对锤击闭合的质量进行评定,因此,发明一种判断金属疲劳裂纹锤击闭合的方法和装置,有利于更好的评定金属疲劳裂纹锤击闭合的效果,填补锤击闭合质量评定方法的技术空白,以满足金属裂纹锤击闭合技术推广及应用的迫切需求。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,提供一种判断金属疲劳裂纹锤击闭合装置,并基于该装置,提供一种判断金属疲劳裂纹锤击闭合方法。填补锤击闭合质量评定方法的技术空白,满足金属裂纹锤击闭合技术推广及应用。
为实现上述的技术目的,本发明将采取如下的技术方案:
一种判断金属疲劳裂纹锤击闭合装置,包括外壳、供电装置、电位感应装置;其中:
所述供电装置,包括设置在外壳内的电池盒、固定在外壳底端的供电端头;电池盒通过导线与固定在外壳底端的供电端头连接;
所述电位感应装置,包括微型电位计、芯片、电压输入端头、弹簧线;微型电位计、芯片均设置于外壳内;电压输入端头设置于外壳底端;
所述微型电位计通过弹簧线与电压输入端头连接;所述芯片设有控制元件,并与微型电位计相连。
进一步地,所述电压输入端头与端头伸缩装置连接;
所述端头伸缩装置,包括具有附带筒的横隔板、弹簧及套筒轴承;
横隔板与外壳的内壁固定,附带筒朝向外壳底部设置,并与套筒轴承插接,且套筒轴承能够相对于附带筒移动;弹簧套在附带筒外围,且弹簧的两端分别与横隔板、套筒轴承相触;
电压输入端头与套筒轴承固定;外壳底部在电压输入端头布置的位置处具有用于电压输入端头穿行的孔洞;
弹簧线依次穿过横隔板、附带筒、套筒轴承后,与电压输入端头连接。
进一步地,电压输入端头具有两个,套筒轴承具有两个;电压输入端头与套筒轴承一一对应连接;
横隔板具有两个附带筒,每一个附带筒均与一个套筒轴承插接;且每一个附带筒外围均套接一条弹簧。
进一步地,横隔板上与电压输入端头对应的位置处,开设穿行孔a,与供电端头对应的位置处,开设穿行孔b;穿行孔a位于横隔板内侧,穿行孔b位于横隔板外侧;且附带筒与穿行孔a连通,同时,附带筒的内径与穿行孔a孔径一致。
进一步地,供电端头具有两个;两个供电端头、两个电压输入端头处于同一直线上。
进一步地,所述芯片通过控制开关与指示灯连接;控制元件根据微型电位计所反馈电位差的数值,通过启闭控制开关来控制对应指示灯接通/断开。
本发明的另一技术目的是提供一种基于上述判断金属疲劳裂纹锤击闭合装置的方法,包括以下步骤:
第一步:在电池盒内安装电池,打开开关;
第六步:关闭开关,判断结束。
有益效果:
本发明提供一种判断金属疲劳裂纹锤击闭合的方法和装置,有利于更好的评定金属疲劳裂纹锤击闭合的效果,填补锤击闭合质量评定方法的技术空白,以满足金属裂纹锤击闭合技术推广及应用的迫切需求。
所述装置结构简单,所有部分均为组装而成,有利于规模化生产;读数直观,提高了锤击闭合质量评定的效率;使用范围较广,可根据所测金属的属性,调节电池及微型电位计的型号,扩大其适用范围,使用前景非常好。
附图说明
图1为一种钢桥裂纹锤击闭合技术实施例;
图2为本发明判断金属疲劳裂纹锤击闭合方法流程图;
图3为金属无裂纹时装置工作的电流分布图;
图4为金属有裂纹时装置工作的电流分布图;
图5为金属裂纹锤击闭合后装置工作的电流分布图;
图6为金属在上述三种情况下的电路变化示意图;
图7为金属在上述三种情况下的电位差直方图;
图8为判断金属疲劳裂纹锤击闭合装置(工作时)的示意图;
图9为判断金属疲劳裂纹锤击闭合装置的正视图;
图10为判断金属疲劳裂纹锤击闭合装置的后视图;
图11为判断金属疲劳裂纹锤击闭合装置的仰视图;
图12为装置A-A剖面图;
图13为外壳横隔板示意图;
附图中:
1、供电装置,2、电位感应装置,3、外壳;4、金属板;
11、电池盒,12、导线,13、活动开关,14、供电端头;
21、芯片,22、微型电位计,23、弹簧线,24、弹簧,25、套筒轴承,
26、电压输入端头;
31、横隔板, 32、底盖;33、电位显示屏;34、开关按钮;35、记录按钮;36、比较按钮,37、指示灯,38、电池盒盖;
41、无裂纹的金属板,42、带裂纹的金属板,43、裂纹锤击闭合后的金属板。
具体实施方式
以下结合附图,对依据本发明提供的具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。
如图8至13所示,本发明所述的判断金属疲劳裂纹锤击闭合装置,包括外壳、供电装置、电位感应装置;其中:
所述供电装置,包括设置在外壳内的电池盒、固定在外壳底端的供电端头;电池盒通过导线与固定在外壳底端的供电端头连接;
所述电位感应装置,包括微型电位计、芯片、电压输入端头、弹簧线;微型电位计、芯片均设置于外壳内;电压输入端头设置于外壳底端;
所述微型电位计通过弹簧线与电压输入端头连接;所述芯片设有控制元件,并与微型电位计相连。
进一步地,所述电压输入端头与端头伸缩装置连接;
所述端头伸缩装置,包括具有附带筒的横隔板、弹簧及套筒轴承;
横隔板与外壳的内壁固定,附带筒朝向外壳底部设置,并与套筒轴承插接,且套筒轴承能够相对于附带筒移动;弹簧套在附带筒外围,且弹簧的两端分别与横隔板、套筒轴承相触;
电压输入端头与套筒轴承固定;外壳底部在电压输入端头布置的位置处具有用于电压输入端头穿行的孔洞;
弹簧线依次穿过横隔板、附带筒、套筒轴承后,与电压输入端头连接。
进一步地,电压输入端头具有两个,套筒轴承具有两个;电压输入端头与套筒轴承一一对应连接;
横隔板具有两个附带筒,每一个附带筒均与一个套筒轴承插接;且每一个附带筒外围均套接一条弹簧。
进一步地,横隔板上与电压输入端头对应的位置处,开设穿行孔a,与供电端头对应的位置处,开设穿行孔b;穿行孔a位于横隔板内侧,穿行孔b位于横隔板外侧;且附带筒与穿行孔a连通,同时,附带筒的内径与穿行孔a孔径一致。
进一步地,供电端头具有两个;两个供电端头、两个电压输入端头处于同一直线上。
进一步地,所述芯片通过控制开关与指示灯连接;控制元件根据微型电位计所反馈电位差的数值,通过启闭控制开关来控制对应指示灯接通/断开。
以下将结合附图详细地说明本发明的一个具体实施例。
本实施例所述的判断金属疲劳裂纹锤击闭合的装置,由供电装置及电位传感装置组成。供电装置包括电池盒和供电端头,电位传感装置包括微型电位计、芯片、电压输入端头、端头伸缩装置及弹簧线,形如笔状的外壳将两装置包裹。所述电池盒通过导线与固定在外壳底端的供电端头连接;所述微型电位计通过弹簧线与电压输入端头连接;所述芯片设有控制元件,并与微型电位计相连;所述端头伸缩装置包括带附带筒的横隔板、弹簧及套筒轴承,弹簧套在横隔板附带筒处,套筒轴承上部与外壳中下部横隔板附带筒插接;所述4个端头,供电端头2个固定在外壳底端,电压输入端头2个固定在套筒轴承底部中心,并且穿过外壳底端的孔洞。
优选的,所述的端头伸缩装置,其中的弹簧保持一定预压量套在与横隔板附带的筒上,并将弹力传到套筒轴承上,保证电压输入端头充分接触金属表面,避免因金属表面不平整,导致接触不良;
优选的,所述的弹簧线,连接微型电位计与电压输入端头,保证电压输入端头在上下移动时,导线可以自由收缩,避免其对其他部件产生干扰;
优选的,所述的附带筒的横隔板,安装在外壳内中下部,横隔板上沿与4个端头所在直线平行的方向留有4个孔,内侧2个孔下部接有与孔径大小相等的筒,与套筒轴承配合使用,使弹簧保持直线运动;
优选的,所述的微型电位计,精度可根据电池所能提供的电流进行调节,以适应不同种类的金属;
优选的,所述的芯片,其内部设有的控制元件可根据电位差的数值,控制相应指示灯颜色,以便更直观的观察金属疲劳裂纹是否锤击闭合;
优选的,所述的套筒轴承,其长度可根据电压输入端头的伸缩量进行调整,以适应不同结构的金属。
根据上述的装置,本发明同时提出一种判断金属疲劳裂纹锤击闭合的方法,如图2所示,包括以下步骤:
101、打开电池盒后盖38,安装电池,本例以提对金属板远端施加1A电流为例;
由如图6所示的电路简图可以直观的看出,由于金属出现疲劳裂纹后,金属接触面积变小,锤击闭合后接触面积又变大,电阻关系有如下变化:
具体是:
金属电阻计算式为:
106、按下开关按钮34,判断结束。
上述测量出现偏差,可以关闭设备,对之前测量的电位差读数清零,重新开始测量。
需要说明的是,本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有理论和技术。以上实施例仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明保护范围之内。
Claims (6)
1.一种判断金属疲劳裂纹锤击闭合装置,其特征在于,包括外壳、供电装置、电位感应装置;其中:
所述供电装置,包括设置在外壳内的电池盒、固定在外壳底端的供电端头;电池盒通过导线与固定在外壳底端的供电端头连接;
所述电位感应装置,包括微型电位计、芯片、电压输入端头、弹簧线;微型电位计、芯片均设置于外壳内;电压输入端头设置于外壳底端;
电压输入端头具有两个,供电端头具有两个;两个供电端头、两个电压输入端头处于同一直线上,且两个电压输入端头处于两个供电端头之间;
所述微型电位计通过弹簧线与电压输入端头连接;所述芯片设有控制元件,并与微型电位计相连;控制元件能够接收微型电位计所反馈的电位差并记录;
所述芯片通过控制开关与指示灯连接;
2.根据权利要求1所述的判断金属疲劳裂纹锤击闭合装置,其特征在于,所述电压输入端头与端头伸缩装置连接;
所述端头伸缩装置,包括具有附带筒的横隔板、弹簧及套筒轴承;
横隔板与外壳的内壁固定,附带筒朝向外壳底部设置,并与套筒轴承插接,且套筒轴承能够相对于附带筒移动;弹簧套在附带筒外围,且弹簧的两端分别与横隔板、套筒轴承相触;
电压输入端头与套筒轴承固定;外壳底部在电压输入端头布置的位置处具有用于电压输入端头穿行的孔洞;
弹簧线依次穿过横隔板、附带筒、套筒轴承后,与电压输入端头连接。
3.根据权利要求2所述的判断金属疲劳裂纹锤击闭合装置,其特征在于,套筒轴承具有两个;电压输入端头与套筒轴承一一对应连接;
横隔板具有两个附带筒,每一个附带筒均与一个套筒轴承插接;且每一个附带筒外围均套接一条弹簧。
4.根据权利要求3所述的判断金属疲劳裂纹锤击闭合装置,其特征在于,横隔板上与电压输入端头对应的位置处,开设穿行孔a,与供电端头对应的位置处,开设穿行孔b;穿行孔a位于横隔板内侧,穿行孔b位于横隔板外侧;且附带筒与穿行孔a连通,同时,附带筒的内径与穿行孔a孔径一致。
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