FI104761B - Procedures for determining extensions - Google Patents
Procedures for determining extensions Download PDFInfo
- Publication number
- FI104761B FI104761B FI981844A FI981844A FI104761B FI 104761 B FI104761 B FI 104761B FI 981844 A FI981844 A FI 981844A FI 981844 A FI981844 A FI 981844A FI 104761 B FI104761 B FI 104761B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- elongation
- cracks
- coating
- stress
- strip
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
- G01B7/18—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge using change in resistance
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
- G01B11/20—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge using brittle lacquer
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/06—Measuring force or stress, in general by measuring the permanent deformation of gauges, e.g. of compressed bodies
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
104761104761
MENETELMÄ VENYMIEN MÄÄRITTÄMISEKSIMETHOD FOR DETERMINING STRENGTHS
Tämän keksinnön kohteena on menetelmä venymien ja niiden muutosten määrittä-5 miseksi kappaleiden, kuten metallisäiliöiden tms., pinnasta, jossa menetelmässä kappaleen pinnalle levitetään haurasta ainetta, ns. venymäpinnoitetta, esimerkiksi jännityslakkaa kappaleen ollessa lepotilassa, ja sen jälkeen kohdistetaan kappaleeseen rasitus, edullisesti yleensä vähintään käyttötilannetta vastaava rasitus, jolloin venymäpinnoitteen kynnysvenymän ylittyessä siihen syntyy halkeamia, 10 joiden perusteella määrätään venymäliuskan tai erilaisten liuskojen, esim. ns. rusettiliuskojen, sijoituskohta tarkempaa mittausta tai venymän muutoksen määritystä varten.The present invention relates to a method for determining the elongations and changes thereof in the surface of bodies such as metal containers, whereby a brittle material, so called, is applied to the surface of the body. a stretching coating, for example a tension varnish, while the body is in a resting state, and then subjected to a stress, preferably at least equivalent to the use situation, whereby, when the stretching threshold elongation is exceeded, cracks are formed. placement of ribbons, for more accurate measurement or determination of elongation.
Eräs tekniikan ala, jossa rasitusmittaukset ovat tärkeitä, on kuljetusala, josta jatkos-15 sa käytämme esimerkkinä säiliöauton säiliöitä, eli vaikeasti mitoitettavaa, valmis-tuksellisia muotovirheitä sisältävää kuorirakennetta. Muotovirheiden vaikeuttamalle mitoitukselle on etsitty pitkään ratkaisua, mutta siinä ei ole onnistuttu. Väsymismi-toitustutkimukset ja etenkin kokeelliset mittaukset tarvittavien materiaali vahvuuksien ja rakenteiden selvittämiseksi ovat kalliita ja aikaa vieviä. Hitsattuja kuoriraken-20 teitä, esimerkiksi säiliöitä, tutkittaessa on venymäliuskojen luotettava kiinnittäminen sopiviin kohtiin erityisen hankalaa ja hitsin kohdalle mahdotonta. Liuskan oikean v suunnan ja varsinkin paikan löytäminen on vaikeaa. Tässä voidaan käyttää apuna ns. jännityslakkaa.One area of technology where stress measurement is important is the transport industry, in which in the following, we will use tanker tanks as an example, i.e., a hard-to-size, shell-shaped shell structure. For a long time, a solution has been sought for sizing, which is complicated by deformation errors, but it has not been successful. Fatigue performance studies, and especially experimental measurements to determine the strengths and structures of the material required, are expensive and time consuming. When examining welded shells 20, such as tanks, it is particularly difficult and impossible to securely attach the stretch tabs to suitable locations. Finding the right v direction of the strip, and especially the position, is difficult. The so-called. the tension ceases.
25 Jännityslakkaa tai muita ns. hauraspinnoitteita käytetään perinteisesti seuraavalla tavalla rasitetuimman kohdan etsimisessä: kappaleen pinnalle levitetään ohuita, n. s» ·,· 0.05 mm paksuisia lakkakerroksia. Lakka levitetään ruiskuttamalla ja annetaan • l kuivua ilmassa. Lakan alla voidaan käyttää myös heijastavaa pinnoitetta. Osaa kuormitettaessa lakkaan ilmaantuu halkeamia, kun sen kynnysvenymä ylitetään.25 Tension lacquer or other so-called. brittle coatings have traditionally been used to find the most stressed point in the following way: thin layers of lacquer, approx. 0.05 mm thick are applied to the surface of the piece. Apply varnish by spraying and allow • l to air dry. A reflective coating can also be used under the varnish. As the component is loaded, cracks appear when the threshold elongation is exceeded.
30 Tyypillisesti lakan nimellinen kynnysvenymä on 500 pm/m. Halkeileminen tapahtuu ensimmäiseksi siellä, missä vetojännitys on suurin, mikä osoittaa nopeasti jännitysten keskittymisalueet. Halkeamat ilmenevät lisäksi suorassa kulmassa maksimi- 2 104761 vetojännityksen suunnan suhteen. Näin saadaan esiin ne kriittisten alueiden paikat, joihin venymäliuskat pitäisi sijoittaa mahdollisimman tarkkaa mittausta varten.Typically, the lacquer has a nominal threshold elongation of 500 pm / m. Cracking occurs first where the tensile stress is highest, which quickly indicates areas of stress concentration. Furthermore, the cracks occur at right angles to the direction of the maximum tensile stress. This identifies the locations of the critical areas where the strain gauges should be placed for accurate measurement.
Vaikka liuskan paikka ja suunta saadaan lakan avulla periaatteessa oikeiksi, on 5 kohta usein todellisesta moniakselisesti ja vielä usein monivaiheisesti väsytyskuor-mitetusta rakenteesta johtuen hyvin ongelmallinen. Hitsatussa rakenteessa suurimmat rasitukset (venymät tai jännitys) esiintyvät yleensä aivan hitsin reunassa olevassa hitsausvirheessä, johon liuskaa ei voida kiinnittää. Vaarallisimmillaan ne ovat ollessaan kohtisuorassa hitsiä vastaan.Although the position and orientation of the strip is basically correct by means of the varnish, the point 5 is often very problematic due to the actual multiaxial and yet often multistage design of the fatigue load. In a welded structure, the greatest stresses (elongation or tension) usually occur at the welding edge at the very edge of the weld, to which the strip cannot be attached. At their most dangerous, they are perpendicular to the weld.
10 Jännityksen alaisessa metallipinnassa, esimerkiksi säiliössä, ei liuskaa voida sijoittaa esimerkiksi kriittisenä kohtana olevan kehdon ja säiliön väliin. Tällöin mittaus joudutaan tekemään esimerkiksi säiliön sisäpuolelta. Tämä taas aiheuttaa vaikeat suojaustoimet ja mittaukset on tehtävä oikean kuormituksen aikaansaami- 15 seksi vesitäytöksellä. Lisäksi tulokset ovat "väärältä" puolelta tehtyinä selvästi epävarmempia. Toisaalta eräät kasvavat säröt saadaan toisinaan ’’näkymään” levyn toiselta puolelta venymäpinnoitteen tihentyneinä halkeamina ko. kohdassa. Kuormituksena voidaan käyttää esimerkiksi säiliörakenteen vääntöä.10 In a stressed metal surface, such as a container, the strip cannot be positioned, for example, between the critical cradle and the container. In this case, the measurement has to be made, for example, from the inside of the container. This again results in difficult protection measures and measurements have to be made to achieve the correct load with water fill. In addition, results on the "wrong" side are far more uncertain. On the other hand, some growing cracks can sometimes be "seen" from one side of the sheet as densified cracks in the stretch coating. section. For example, the torque of the container structure may be used as a load.
20 Venymäliuskaa ei voida rakenteellisen epäjatkuvuuden vuoksi aina kiinnittää haluttuun paikkaan. Esimerkiksi hitsatuissa säiliörakenteissa liuska joudutaan kiinnittämään jonkin verran ennen hitsiä sileän levyn alueelle. Tällöin hitsin epäjatkuvuuden ja mahdollisen reunassa olevan virheen, esimerkiksi loven, aiheuttama jännityksen nousu joudutaan ottamaan huomioon muilla tavoin. Käytännössä on 25 pystyttävä ekstrapoloimaan luotettavasti venymän/jännityksen arvo hitsin reunassa olevaan edellä kuvattuun hitsausvirheen aiheuttamaan pahimpaan paikkaan. Tämä - * voidaan tehdä tietyllä tarkkuudella analyyttisesti lujuusopin menetelmillä. Kun hitsin geometriaa kuvaavat parametrit tunnetaan, mitoitus voidaan tällöin tehdä myös SAE-väsymismitoitusmenetelmän mukaisesti.20 Due to structural discontinuity, the strain gauge cannot always be attached to the desired location. For example, in welded container structures, the strip will need to be slightly fixed to the area of the flat plate prior to welding. In this case, the increase in tension caused by the discontinuity of the weld and any edge error, such as a notch, must be taken into account in other ways. In practice, it must be possible to extrapolate reliably the value of the elongation / strain to the worst-case location of the welding fault caused by the welding error described above. This - * can be done to a certain degree analytically by methods of strength theory. Once the parameters describing the geometry of the weld are known, the design can also be made according to the SAE fatigue design method.
30 3 10476130 3 104761
Hitsatussa säiliörakenteessa epäjatkuvuuden aiheuttama häiriö ei ole yleensä suunnitteluvaiheessa luotettavasti ja yksinkertaisesti määritettävissä. Yksinkertai-sissa tapauksissa, jos säiliön vaipan paksuus on riittävä ettei muotovirheitä esiinny, laskemiseen voidaan käyttää suunnitteluvaiheessa elementtimenetelmää (FEM), 5 mutta menettely on silloinkin mm. hitsien epämääräisyydestä johtuen (tilastollinen käsittely) melko työläs. Jännityksen nousu hitsiä lähestyttäessä on usein vaikeasti hallittavissa. Ohutseinämäisissä säiliöissä (kuorirakenteissa) muotovirheiden aiheuttamat sekundääriset taivutusjännitykset estävät luotettavan FE-mallinnuksen. Tilanne on kaikilla säiliöillä vaikea, jos/kun samaan paikkaan sattuu risteävä hitsi. 10 Tyypillinen esimerkki on säiliön vaipan jatkohitsin ja vaipan päädyn liitosten kohdatessa. Vielä hankalammaksi tilanne tulee, jos samaan kohtaan osuu kiinnike, läpivienti, ainevahvuuden muutos tms. häiriötekijä. Käytäntö on osoittanut, että väsymisvaurio osuu samalle epäjatkuvuusalueelle, usein jopa samaan kohtaan. Todellista mitoitusta ei voida tehdä pelkistetyn teoreettisen mallin avulla. Käytän-15 nössä tilanne tulee helposti hyvin monimutkaiseksi ja elementtimenetelmät ovat silloin kalliita, epävarmoja tai tilanteen monimutkaisuudesta johtuen niitä ei voida edes käyttää. Tällöin joudutaan turvautumaan kokeelliseen mitoitukseen. Mitoitus voidaan tehdä prototyypin tai myös koekappaleiden avulla.In the welded tank structure, the interruption caused by discontinuity is usually not reliably and simply quantifiable at the design stage. In simple cases, if the shell thickness of the shell is sufficient and there is no deformation, the elemental method (FEM) may be used for the calculation at design stage 5, but the procedure is also e.g. due to the vagueness of the welds (statistical treatment) quite laborious. The increase in tension when approaching a weld is often difficult to control. In thin-walled tanks (shell structures), secondary bending stresses caused by deformations prevent reliable FE modeling. The situation is difficult for all tanks if / when a cross weld occurs at the same location. 10 A typical example is when the joint of the shell of the container meets the joints of the shell end. The situation becomes even more difficult if the bracket, the lead-through, the change in the material strength, etc., fall into the same place. Practice has shown that fatigue damage hits the same discontinuity, often even at the same point. Real dimensioning cannot be done with a simplified theoretical model. In practice, the situation easily becomes very complex and the element methods are then expensive, uncertain or, due to the complexity of the situation, not even usable. In this case, experimental design has to be resorted to. Sizing can be done with a prototype or with test pieces.
20 Mikäli näyttää tarpeelliselta ja kannattavalta, voidaan tutkimus tehdä melko luotettavasti useammalla samalle alueelle liimatulla venymäliuskalla. Tällöin kannattaa « käyttää hyväksi myös useasta suunnasta mittaavia ns. rusettiliuskoja. Liuskojen sisäpuolelle jäävän alueen venymät sileässä levyssä voidaan ennustaa hyvin luotettavasti esimerkiksi lineaarisen mallin avulla. Säiliön muotovirheet pahentavat 25 tilannetta. Myös hitsin geometrian aiheuttama jännityksen nousu ilman hitsin , reunaviivan mahdollisen virheen vaikutusta voidaan ennustaa lineaarisesti kahden tai kolmen sopivalle etäisyydelle liimatun liuskan avulla. Tätä kutsutaan nykyään ‘ ns. hot spot -jännitykseksi. Hot spot -jännityksen määrittämiseksi tunnetaan tieteel lisessä kirjallisuudessa kolme tapaa: elementtimenetelmän avulla laskeminen, 30 nimellisjännityksen kertominen mahdollisesti tunnetulla jännityskonsentraatioker- 4 104761 toimella sekä kokeellinen jännitysmittaus venymäliuskojen avulla.20 If it appears necessary and profitable, the study can be carried out quite reliably with several stretch tabs glued to the same area. In this case, it is worthwhile to use the so-called multi-directional measurement. rusettiliuskoja. The elongation of the area inside the strips on a flat plate can be predicted very reliably, for example, by a linear model. Tank shape errors exacerbate 25 situations. Also, the increase in stress caused by weld geometry without the effect of a weld, edge error, can be predicted linearly by two or three strips glued at a suitable distance. This is now called 'so-called. hot spot excitement. There are three ways of determining hot spot stress in the scientific literature: calculation by the element method, multiplying the nominal stress by any known stress concentration factor 4 104761, and experimental stress measurement by means of strain gauges.
Tutkimuksen suorittamiseksi usean venymäliuskan menetelmä epävarmuusteki-jöineen saattaa olla käytännössä riittävän tarkka, mutta työläs ja näin ollen kallis 5 toteuttaa. Eräissä suurissa mittauksissa venymäliuskoja saattaa olla jopa sata kappaletta. Mittaustuloksia myöhemmin analysoitaessa pitäisi usein tietää vielä jännitys jossain liuskojen läheisyydessä. Käytännössä tämä on yleensä ratkaistu siten, että liimataan uusi liuska ko. kohtaan, tehdään johdotukset ja suoritetaan tarvittavat mittaukset. Tämä vaatii suuren työn, etenkin jos mittainstrumentointi on 10 jo purettu, kuten usein käytännössä on tapahtunut.The multi-strain strip method with its uncertainty factors may be practically accurate enough to perform the study, but it is laborious and therefore expensive. In some large measurements, there may be up to a hundred stretch tabs. When analyzing the measurement results later, one should often know the tension in the vicinity of the strips. In practice, this is usually solved by gluing a new sheet of the same strip. , make wiring and make the necessary measurements. This requires a great deal of work, especially if the instrumentation has already been disassembled, as has often happened in practice.
Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä, joka on aiempaa yksinkertaisempi ja riittävän luotettava. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että venymäpinnoitteen halkeamien avulla ekstrapoloidaan ainakin yhden 15 venymäliuskan osoittama arvo halutussa suunnassa haluttuun, esimerkiksi väsy-misarkaan kohtaan tai kohtiin. Myös esimerkiksi hitsin reunahaavan pohjalle, eli suurin paikallinen venymä, joka yleensä joudutaan laskemaan esim. Neuberin menetelmällä. Venymäpinnoite voi olla erittäin ohutkerroksinen, jopa alle 0.01 mm.The object of the invention is to provide a method which is simpler and sufficiently reliable. The method according to the invention is characterized in that by means of the cracks in the stretch coating, the value indicated by at least one stretching strip is extrapolated in a desired direction to a desired point or locations, for example, a fatigue bar. Also, for example, at the bottom of the weld edge, ie the maximum local elongation, which is usually calculated using the Neuber method, for example. The elongation coating can be very thin, even less than 0.01 mm.
20 Keksinnön eräälle toteutusmuodolle on tunnusomaista se, että mitataan venymäpinnoitteen halkeamalukumäärä tutkittavalta pituudelta kestävästä rakenteesta, tehdään sama mittaus esimerkiksi ohuemmasta rakenteesta, jolloin halkeamia syntyy enemmän tutkittavalle pituudelle, määritetään vastaavat venymät/venymä-vaihtelut, jotka ovat verrannollisia mainittujen halkeamien määrään.An embodiment of the invention is characterized by measuring the number of fracture coatings of a stretchable structure over a length of structure under investigation, making the same measurement of, for example, a thinner structure, resulting in more cracks occurring over the length under investigation, determining corresponding elongations / extensions.
2525
Keksinnön eräälle toiselle toteutusmuodolle on tunnusomaista se, että suoritetaan ' venymäliuskamittaus valitun halkeamatiheyden kohdalla ja ainakin yhdeltä venymäliuskalta mitattu käyttäytyminen, kuten jännitysvaihtelu, ekstrapoloidaan venymäpinnoitteen avulla suoraan verrannollisesti haluttuun kohtaan ja suuntaan.Another embodiment of the invention is characterized in that a strain gauge is measured at a selected crack density and the behavior measured from at least one strain gauge, such as stress variation, is extrapolated directly to the desired location and direction by means of an elongation coating.
30 5 10476130 5 104761
Keksinnön perusajatuksena on, että lineaarisella alueella kuormitus- tai jännitys-vaihtelu suhtautuu periaatteessa kääntäen verrannollisesti käytettyihin ainevah-vuuksiin.The basic idea of the invention is that in the linear region the load or stress variation is in principle inversely proportional to the applied material thicknesses.
5 Keksinnön ansiosta rasitusmittaukset on aiempaa yksinkertaisempi ja taloudellisesti edullisempi suorittaa. Lisäksi mittaustulokset ovat aiempaa luotettavampia. Keksin- s nön etuna voidaan pitää myös sitä, että ekstrapoloinnin voi tehdä esim. useata venymäliuskaa käytettäessä minkä liuskan kohdalta hyvänsä ja etenkin kuorirakenteissa tietyissä rajoissa suppeuma huomioon ottaen myös ennalta määräämät-10 tömään suuntaan. Käytännössä tämä merkitsee sitä, että hyvinkin kaukana olevasta liuskasta (tai jopa luotettavasti lasketusta arvosta) voidaan suorittaa ekstrapolointi riittävää huolellisuutta noudattaen. Periaatteessa tähän tarvitaan vain yksi liuska. Käytännössä ns. rusettiliuska on erittäin käyttökelpoinen. Koska venymäpin-noitteen halkeamien avulla on pääjännityksen suunta tiedossa, saadaan sekä 15 liuskan että hot spot -kohdan luona lisäetu: elleivät jännitykset jostain syystä ole samansuuntaisia, voidaan suorittaa tarvittava korjauslaskenta. Tämä on esimerkiksi kuorirakenteiden nurkkakohdissa erittäin tavallinen tilanne, varsinkin katkohitsien yhteydessä. Menetelmän etuna on myös, että kalibroinnin vuoksi käytettävän venymäpinnoitteen kynnysjännityksellä ei ole mainittavaa merkitystä, joten voidaan 20 käyttää halpoja venymäpinnoitteita ja muitakin edullisia hauraspinnoitteita, esim.Thanks to the invention, stress measurements are simpler and more economically advantageous than before. In addition, the measurement results are more reliable. It is also an advantage of the invention that extrapolation can be performed, for example, when using multiple stretch strips, at any position, and especially within the shell structures, within certain limits, taking into account the constriction, in any predetermined direction. In practice, this means that extrapolation from a strip very far away (or even from a reliably calculated value) can be performed with due care. In principle, only one strip is needed. In practice, the so-called. the ribbon is very useful. Because the tension clevis cracks are known as the direction of the main stress, an additional advantage is obtained at both the 15 strips and at the hot spot: unless the stresses are, for some reason, the necessary correction calculation. This is, for example, a very common situation in the corners of shell structures, especially in the case of break welds. The method also has the advantage that the threshold stress of the elongation coating used for calibration is not significant, so that inexpensive elongation coatings and other advantageous brittle coatings can be used, e.g.
. liituvelliä tai jännityslakan sijasta halvempiakin kovia (halkeilevia) lakkoja.. chalk wool or cheaper hard (cracking) lacquers instead of tension varnish.
Seuraavassa keksintöä selitetään yksityiskohtaisemmin eräiden toteutusmuotoesi-merkkien avulla.In the following, the invention will be explained in more detail with reference to some embodiments of your embodiment.
25 - - - ________ ______ ? Perusmenetelmäksi voitaisiin luonnehtia menetelmää, jossa mitataan venymäpin noitteen halkeamalukumäärä tutkittavalta pituudelta kestävästä rakenteesta (esim.25 - - - ________ ______? The basic method could be characterized as a method of measuring the number of cracks in the elongation pin of a structure of durable length (e.g.
* 2 mm paksuisesta levystä). Sama mittaus tehdään myös ohuemmasta rakenteesta.* 2 mm thick). The same measurement is also made for a thinner structure.
Tällöin halkeamia tulee enemmän vastaavalle tutkimuspituudelle. Veny-30 mät/venymävaihtelut suhtautuvat verrannollisesti em. halkeamien määrään, joten 6 104761 menetelmällä voidaan tehdä yksinkertaisesti luotettavia pikakokeita, joista voidaan päätellä, onko aihetta jatkaa tutkimusta pidemmälle. Voidaan esimerkiksi valita tietty halkeamatiheys (esim. 6 kpl/cm), jota suuremmilla tiheyksillä on ko. kohdalle tehtävä väsymisanalyysi.In this case, more cracks will appear for the corresponding length of the study. Strain-30 variations are proportional to the number of cracks mentioned above, so the 6104761 method can simply be used to perform rapid, rapid tests to determine whether further investigation is warranted. For example, a particular burst density (e.g., 6 pieces / cm) may be selected for which densities are greater than that. fatigue analysis.
5 Väsymisanalyysi venymäpinnoitteen avulla suoritetaan siten, että tehdään venymä-liuskamittaus valitun halkeamatiheyden kohdalla (esim. 4 kpl/cm). Liuskalta mitattu käyttäytyminen (esim. jännity^aihtelu) ekstrapoloidaan venymäpinnoitteen avulla suoraan verrannollisesti haluttuun kohtaan. Esimerkiksi jos halutussa kohdassa 10 halkeamatiheys on 8 kpl/cm, jännitysvaihtelu on kohonnut myös kaksinkertaiseksi.5 The fatigue analysis with the elongation coating is carried out by measuring the elongation strip at the selected crack density (eg 4 pcs / cm). The behavior measured from the strip (e.g., tension) is extrapolated directly to the desired position by means of an elongation coating. For example, if at a desired point 10, the burst density is 8 pieces / cm, the stress variation is also doubled.
Mikäli väsymisanalyysin rajana on em. 6 kpl/cm, on analyysi syytä tehdä.If the limit of fatigue analysis is 6 pcs / cm, the analysis should be done.
Esiselvitysvaiheessa voidaan venymäpinnoitetta käyttää seuraavasti: mikäli rakenteen jokin kohta epäilyttää, voidaan siihen sumuttaa sopivasti halkeilevaa tai jopa 15 irtoavaa venymäpinnoitetta. Venymäpinnoitteen halkeamatiheydestä voidaan päätellä jatkotutkimusten tarve. Venymäpinnoitteen halkeamatiheys kertoo käytännössä riittävän luotettavasti levyn pinnan venymävaihtelun. Ellei venymäpinnoite, kuten liituvelli tai muu ko. tarkoitukseen sopiva aine halkeile lainkaan, ollaan sen kynnysarvon alapuolella ja ko. kohta ei ole väsymisaltis tai käytetään sopimatonta 20 pinnoitetta. Helposti irtoava pinnoite paljastaa tehokkaasti moniakselisesti kuormi-. tetut alueet. Esimerkiksi kovettunut liituvelli toimii pois varistessaan näin. Tämän jälkeen voidaan ko. alueelle kohdistaa tarkemmat venymäpinnoitemittaukset.In the preliminary screening step, the elongation coating can be used as follows: if any point in the structure is suspected, it may be sprayed with suitably cracked or up to 15 detachable elongation coatings. The need for further investigation can be deduced from the crack density of the stretch coating. In practice, the cracking density of the elongation coating gives a sufficiently reliable indication of the elongation variation of the sheet surface. Unless an elongation coating, such as chalkboard or other material, is used. the substance suitable for the purpose is cracked at all, is below its threshold, and the said substance is the site is not susceptible to fatigue or an inappropriate coating is used. Easily detachable coating effectively reveals multi-axis load. areas. For example, a hardened chalk wool works out when it collapses. After that, it can be done. the area is subjected to more accurate stretch coating measurements.
Tarvittaessa voidaan lovenmuotoluvun ja lovenvaikutusluvun tutkiminen suorittaa 25 seuraavasti: lovenmuotoluku on paikallisesti esiintyvän epäjatkuvuuden aiheutta-/ man kohonneen jännityksen ja nimellisjännityksen suhde. Tämä voidaan useasti laskea suoraan ko. kohdassa tihentyneiden halkeamien avulla. Lovenvaikutusluku *· on lovettoman ja lovellisen kappaleen väsymislujuuksien suhde. Lovenvaikutuslu-kua määriteltäessä vertaillaan samalla tavalla taivuttamalla epäjatkuvuuden ai-30 kaansaamaa halkeamatiheyden kasvua vastaavaan "sileään" kappaleeseen.If necessary, the examination of the notch shape number and the notch effect number can be performed as follows: The notch shape number is the ratio of the increased stress / rated stress caused by the discontinuity locally occurring. This can often be calculated directly in the given case. section with densified cracks. The notch impact index * · is the ratio of the fatigue strengths of the notched and notched body. In determining the groove effect number, a similar comparison is made by bending the crack density increase obtained by the discontinuity ai-30 to a "smooth" piece.
7 1047617 104761
Keksinnön mukainen venymäpinnoitemenetelmä soveltuu erinomaisesti myös aiemmin mainitun hot spot -jännityksen määrittämiseen. Venymäpinnoitteen hal-keamatiheyden avulla voidaan suorittaa liuskajännityksen ekstrapolointi hot spot 5 -kohtaan. Samalla menetelmällä voidaan tutkia hot spot -jännityksen lisäksi jänni-tyshuippua myös hitsin reunassa, esim. juurivirheen pohjalla. Tähän liittyy oheinen patenttipiirustus, jossaThe elongation coating method according to the invention is also well suited for determining the aforementioned hot spot stress. The burst density of the stretch coating can be used to extrapolate the tension of the strip to the hot spot 5. In addition to the hot spot stress, the same method can be used to examine the peak of tension at the edge of the weld, e.g. This is accompanied by the appended drawing, in which:
Kuvio 1 esittää yleisesti hot spot -venymien mittaus- ja ekstrapolointiperiaatetta 10 hitsiliitoksessa.Figure 1 illustrates generally the principle of measuring and extrapolating hot spot elongations at 10 welds.
Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista hitsiliitosta ylhäältä katsottuna venymäpinnoite-kokeen jälkeen varustettuna kolmella yhteen suuntaan mittaavalla venymäliuskalla.Fig. 2 is a top view of the weld joint of Fig. 1, after the elongation coating test, with three unidirectional stretch tabs.
15 Kuvio 3 esittää periaatteessa samaa kuin kuvio 2, mutta erilaisessa jännitystilan-teessa.Fig. 3 shows essentially the same as Fig. 2, but under a different stress condition.
Kuviossa 1 on esitetty poikkileikkaus esimerkiksi säiliön seinämästä 1 ja siihen hitsatusta levystä 2 tai vastaavasta. Viitenumero 3 esittää hitsisaumaa. Nuolilla on 20 esitetty jännitystilanteita säiliön seinämän eri kohdissa rasitustilanteessa. Jännitysten toteamiseksi säiliön pintaan on kiinnitetty kolme venymäliuskaa A, B ja C.Figure 1 shows a cross-section, for example, of a container wall 1 and a sheet 2 welded thereto or the like. Reference numeral 3 represents a weld. The arrows 20 show stress situations at various points on the container wall under stress. In order to detect stresses, three strain gauges A, B and C are attached to the surface of the container.
Kuvioissa 2 ja 3 on esitetty kaaviokuvat hot spot -jännityksen määrittämisestä venymäpinnoitteen halkeamien 4 avulla. Tutkittavaan kohtaan on siis levitetty 25 venymäpinnoitetta tai vastaavaa ainetta, jonka jälkeen kuormitetaan tutkittava kappale edullisesti käyttötilannetta vastaavalla tavalla. Tällöin syntyy halkeamia m venymäpinnoitteeseen heti, kun sen kynnysvenymä ylitetään. Venymä voidaan ekstrapoloida minkä hyvänsä liuskan A, B tai C arvoista haluttuun suuntaan ja kohtaan halkeamia hyväksi käyttäen. Kuviossa 2 halkeamat 4 ovat samansuuntai-30 set hitsin rajaviivan kanssa ja kuviossa 3 halkeamat ovat levyssä noin 30° kulmassa 104761 δ hitsin rajaviivaan nähden. Hitsin alueella halkeamat kääntyvät vielä n. 30° lisää. Tätä ei esimerkiksi rusettiliuskamittauksilla (ilman venymäpinnoitemenetelmää) voida selvittää, koska liuskaa ei voida kiinnittää hitsin päälle. Tämä on tyypillinen ja vaarallinen tilanne esimerkiksi levyrakenteen katkohitsin yhteydessä. Nuolet 5 havainnollistavat näitä päävenymien suuntia.Figures 2 and 3 are schematic diagrams of the determination of hot spot stress by means of stretching cracks 4. Thus, 25 stretching agents or the like have been applied to the test site, after which the test piece is preferably loaded in a manner appropriate to the application. This will cause cracks to occur in the elongation coating as soon as its threshold elongation is exceeded. The elongation can be extrapolated from any of the values of strip A, B, or C in the desired direction and position using the cracks. In Fig. 2, the crevices 4 are parallel to the weld boundary line and in Fig. 3, the crevices are at a plate about 30 ° at an angle of 104761 δ with respect to the weld boundary line. In the area of the weld, the cracks turn about 30 ° more. This is not possible, for example, with the measurement of a ribbon strip (without the stretch coating method) because the strip cannot be attached to the weld. This is a typical and dangerous situation, for example in the case of a disc welding of a plate structure. The arrows 5 illustrate these directions of the main stretches.
Aiemmin mainittu ongelma suuritöisistä lisämittauksista venymäliuskojen läheisyydessä on myös ratkaistavissa keksinnön mukaisen menetelmän avulla; kun tunnetaan aiemmin mitatun liuskakohdan jännitystila, voidaan se myöhemmin samalle 10 alueelle levitetyn venymäpinnoitteen halkeamien avulla ekstrapoloida hyvin tarkasti haluttuun kohtaan, esim. hitsin reunaan. Pääjännityksen ollessa vinosti (esim. 45° kulmassa) hitsiä vastaan, on useasti vaikea tietää missä kulmassa se ylittää hitsin. Mikäli jännitys kääntyy hitsin suuntaiseksi, ei tilanne ole niin vaarallinen kuin päinvastaisessa tilanteessa. Pahimmassa tapauksessa pääjännitys voi olla koh-15 tisuorassa hitsiä vastaan. Kuorirakenteessa tämänkään asian päätteleminen ei ole aina helppoa. Jännitystila voidaan helposti ja luotettavasti varmistaa myös jälkeenpäin venymäpinnoitteen avulla.The previously mentioned problem of additional heavy measurements in the vicinity of strain gauges can also be solved by the method of the invention; since the stress state of the previously measured strip site is known, it can subsequently be extrapolated very precisely to the desired location, e.g., at the weld edge, by means of cracks in the stretch coating applied to the same area. With the main tension obliquely (e.g. at 45 °) to the weld, it is often difficult to know at which angle it exceeds the weld. If the tension turns parallel to the weld, the situation is not as dangerous as in the opposite situation. In the worst case scenario, the main stress may be at or near perpendicular to the weld. It is not always easy to deduce this in the shell structure. The tension space can be easily and reliably secured even afterwards by means of a stretch coating.
Edellä kuvattua menetelmää pystytään hyödyntämään jopa tuotteiden välisissä 20 jännitysvertailuissa sekä aiempien tuotteiden/rakenteiden kuormitushistorian tutkimisessa. Mittauksen suoritus on pieni työ, sillä tarvitaan vain lakan sumutus tai muu levitys ko. kohtaan ja kuormitus. Käytännössä ne voidaan suorittaa kentällä, esim. autotallissa. Menetelmän varmistamiseksi ja kalibroimiseksi konepajaolosuh-teissa on tehtävä kokeita jo aiemmin liuskoilla mitatuilla alueilla. Myös yksinkertai-25 set taivutuskokeet kappaleilla, levysuikaleilla, niistä tehdyillä hitsauskokeilla ym. voidaan helposti suorittaa venymäpinnoitteen avulla. Vaikka kokeet ovat verrattain « yksinkertaisia, niiden informaatioarvo on erittäin suuri.The method described above can be utilized even in stress comparisons between products and in the investigation of the load history of previous products / structures. Performing the measurement is a small job as all you need is spray or other application of the varnish. and load. In practice, they can be carried out in the field, eg in a garage. In order to verify and calibrate the method under engineering conditions, tests must have been carried out on areas previously measured on strips. Also, simple bending tests on pieces, plate strips, welding tests made of them, etc., can easily be performed with the aid of a stretch coating. Although the experiments are relatively simple, their information value is very high.
Paikallisen venymävaihtelun määrittäminen loven (esim. hitsin juurivirheen) pohjalla 30 onnistuu yleensä suoraan venymäpinnoitemenetelmällä. Loven pohjan venymätilaa 9 104761 ei tarvitse laskea perinteisesti Neuberin ja Glinkan verraten hankalilla ja epätarkkuutta tuovilla menetelmillä, jolloin paikallinen venymä määritellään yleensä Ram-ber-Osgood-muotoisen jännityksen ja venymän riippuvuuden avulla.Determination of local elongation variation at the bottom of the notch (e.g., weld root defect) 30 is usually achieved directly by the elongation coating method. Notch compression stretch 9 104761 does not need to be calculated using the relatively cumbersome and inaccurate methods traditionally used by Neuber and Glinka, where local stretch is usually defined by Ram-ber-Osgood-shaped stress and elongation dependence.
* 5 SAE-menetelmän mukaisessa väsymismitoituksessa paikallinen jännityshuippu pyritään ottamaan mahdollisimman tarkasti huomioon. Tällä keksinnöllä määritetään paikallinen venymä esimerkiksi hitsin rajaviivalla olevan loven pohjalla suo- ! raan sopivan venymäpinnoitteen halkeamien avulla.* 5 In the SAE fatigue design, the local stress peak should be taken into account as closely as possible. This invention defines a local elongation at, for example, the bottom of a notch at the weld boundary line. cracks with a suitable elongation coating.
10 Alan ammattimiehelle on selvää, että keksintö ei ole rajoittunut edellä esitettyihin toteutusmuotoesimerkkeihin, vaan sitä voidaan vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.It will be apparent to one skilled in the art that the invention is not limited to the exemplary embodiments set forth above, but may be varied within the scope of the appended claims.
* • · • « r ·/ «* • · • «r · /«
Claims (3)
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI981844A FI104761B (en) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | Procedures for determining extensions |
PCT/FI1999/000674 WO2000012962A1 (en) | 1998-08-28 | 1999-08-13 | Method for strain deformation |
AU52930/99A AU5293099A (en) | 1998-08-28 | 1999-08-13 | Method for strain deformation |
EP99938421A EP1108196A1 (en) | 1998-08-28 | 1999-08-13 | Method for strain deformation |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI981844A FI104761B (en) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | Procedures for determining extensions |
FI981844 | 1998-08-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI981844A0 FI981844A0 (en) | 1998-08-28 |
FI104761B true FI104761B (en) | 2000-03-31 |
Family
ID=8552379
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI981844A FI104761B (en) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | Procedures for determining extensions |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1108196A1 (en) |
AU (1) | AU5293099A (en) |
FI (1) | FI104761B (en) |
WO (1) | WO2000012962A1 (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2910614B1 (en) | 2006-12-22 | 2009-03-06 | Oxand Sa | METHOD AND SYSTEM FOR IDENTIFYING THE RISK OF FAILURE OF A CONTAINMENT WORK. |
US8186875B2 (en) * | 2008-09-14 | 2012-05-29 | Nuovo Pignone S.P.A. | Method for determining reheat cracking susceptibility |
RU2492463C1 (en) * | 2012-01-30 | 2013-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Deformation and stress analysis method |
RU2492438C1 (en) * | 2012-01-30 | 2013-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Brittle coating for caramel-based deformation and stress analysis |
RU2505779C1 (en) * | 2012-07-17 | 2014-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Method of recording fractures in fragile strain indicators |
RU2505780C1 (en) * | 2012-07-17 | 2014-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Method of analysing strains and stresses in fragile strain indicators |
CN105783697B (en) * | 2016-05-18 | 2018-08-14 | 郑州大学 | Flexible strain transducer with crack structtire and preparation method thereof |
CN108917582A (en) * | 2018-03-30 | 2018-11-30 | 华东理工大学 | Strain transducer and its manufacturing method |
CN117433666B (en) * | 2023-10-20 | 2024-05-07 | 江苏省特种设备安全监督检验研究院 | Pressure vessel fault early warning method and system based on stress detection |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB565210A (en) * | 1942-06-23 | 1944-11-01 | Magnaflux Corp | Improvements in or relating to coating compositions |
GB1203045A (en) * | 1966-12-19 | 1970-08-26 | Magnaflux Corp | Improvements in or relating to liquid resinous compositions |
US3924455A (en) * | 1974-11-20 | 1975-12-09 | Dana Corp | Method of removing brittle lacquer stress coatings and stripping compositions therefor |
US4304135A (en) * | 1980-04-16 | 1981-12-08 | Conoco Inc. | Constraint factor for structural monitoring |
US5250227A (en) * | 1990-05-03 | 1993-10-05 | National Starch And Chemical Investment Holding Corporation | Electrically conductive coating composition for providing a bend sensor |
-
1998
- 1998-08-28 FI FI981844A patent/FI104761B/en not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-08-13 AU AU52930/99A patent/AU5293099A/en not_active Abandoned
- 1999-08-13 EP EP99938421A patent/EP1108196A1/en not_active Withdrawn
- 1999-08-13 WO PCT/FI1999/000674 patent/WO2000012962A1/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2000012962A1 (en) | 2000-03-09 |
AU5293099A (en) | 2000-03-21 |
EP1108196A1 (en) | 2001-06-20 |
FI981844A0 (en) | 1998-08-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Jayadevan et al. | Fracture response of pipelines subjected to large plastic deformation under tension | |
FI104761B (en) | Procedures for determining extensions | |
Shen et al. | Crack size evaluation using unloading compliance in single-specimen single-edge-notched tension fracture toughness testing | |
US6415644B1 (en) | Ultrasonic calibration apparatus | |
Kirk et al. | The influence of weld strength mismatch on crack-tip constraint in single edge notch bend specimens | |
Tagawa et al. | Comparison of CTOD standards: BS 7448-Part 1 and revised ASTM E1290 | |
Wang et al. | Effects of geometry, temperature, and test procedure on reported failure strains from simulated wide plate tests | |
Jang et al. | A study of fatigue crack propagation at a web stiffener on a longitudinal stiffener | |
Kamaya | J-integral solutions for surface crack inside pipe under bending load | |
Hioe et al. | Fracture toughness variation with flaw depth in various specimen geometries and role of constraint in material fracture resistance | |
Bouaziz et al. | Structural integrity analysis of HDPE pipes for water supplying network | |
Øyasæter et al. | Effect of corrosion on the buckling capacity of tubular members | |
Allouti et al. | Comparison between hot surface stress and effective stress acting at notch-like defect tip in a pressure vessel | |
Grave et al. | Evaluation of the strain field in a composite–metal adhesive joint with an optical backscatter reflectometer | |
Naib et al. | Tearing resistance of heterogeneous welds in Single Edge notched Tensile (SE (T)) testing | |
Rizzo et al. | Fatigue strength of a typical ship structural detail: tests and calculation methods | |
Hasegawa et al. | Evaluation of torsion and bending collapse moments for pipes with local wall thinning | |
Tsuru et al. | Buckling resistance of line pipes with girth weld evaluated by new computational simulation and experimental technology for full-scale pipes | |
Zhu et al. | Constraint corrected JR-curve and its application to fracture assessment for X80 pipelines | |
Øyasæter et al. | A formula for estimating the buckling capacity of corroded tubular members | |
Dulieu-Barton et al. | Thermoelastic Analysis of Sandwich Construction Tee-Joints Loaded in Compression | |
KR102487305B1 (en) | Reverse deformation measuring device for welding steel plates | |
Orynyak et al. | The Improved Measurements and Stress Analysis of Cylinder/Pipe With Out-of-Roundness | |
Surendran et al. | Mechanical behavior of patched steel panels at elevated temperatures | |
Castelluccio et al. | Influence of weld mismatch on the structural integrity of pipes for reeling |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MA | Patent expired |