RU2047084C1

RU2047084C1 - Device for measurement of tensile and bending deformations

Info

Publication number: RU2047084C1
Authority: RU
Inventors: А.А. Тарасенко; Г.Н. Тимербулатов; А.И. Забазнов; В.В. Салюков; В.И. Матросов
Original assignee: Производственное объединение "Сургутгазпром"
Priority date: 1990-12-26
Filing date: 1990-12-26
Publication date: 1995-10-27

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: device for measurement of tensile and bending deformations includes two supporting members 1 and plate 2 to be deformed with transducer 3 attached on them. Novelty of device lies in use of additional deformed plate with transducer put on supporting members 2. Transducers are put on plates under laboratory conditions and supporting members 1 are welded to investigated object. EFFECT: increased productivity of investigative operations, enhanced quality and stability of results of measurements. 1 dwg

Description

Изобретение относится к экспериментальному исследованию напряженно-деформированного состояния конструкций с замкнутым объемом, а именно к измерениям, при которых необходимо отделить деформации растяжения и изгиба, например при учете влияния начальных несовершенств на напряженно-деформированное состояние трубопроводов или резервуаров. The invention relates to an experimental study of the stress-strain state of structures with a closed volume, namely, measurements in which it is necessary to separate tensile and bending strains, for example, when taking into account the effect of initial imperfections on the stress-strain state of pipelines or tanks.

Известно устройство, реализующее способ отделения деформации растяжения и изгиба при измерениях деформаций нагружаемого объекта, при котором тензодатчики устанавливают на противоположных сторонах нагружаемого объекта [1]
Недостатками данного устройства являются невозможность его применения для измерения деформаций конструкций, доступ к наружной поверхности которых затруднен, кроме того, необходима высокая точность установки тензодатчиков с противоположных сторон конструкции, что при ее значительных размерах крайне затруднительно.A device is known that implements a method for separating tensile and bending deformations when measuring deformations of a loaded object, in which load cells are installed on opposite sides of the loaded object [1]
The disadvantages of this device are the impossibility of its use for measuring the deformation of structures, access to the outer surface of which is difficult, in addition, high accuracy is required for the installation of strain gauges on opposite sides of the structure, which is extremely difficult with its considerable size.

Наиболее близким является устройство для определения деформаций растяжения и изгиба сосудов с замкнутым объемом [2] включающее два опорных элемента и закрепленную на них деформируемую пластину с тензодатчиком, причем второй тензодатчик крепится под пластиной непосредственно на внешней поверхности исследуемого объекта, а опорные элементы при помощи шпилек. The closest is a device for determining the tensile and bending strains of vessels with a closed volume [2] including two support elements and a deformable plate with a strain gauge fixed to them, the second strain gauge mounted under the plate directly on the outer surface of the test object, and the supporting elements using studs.

Недостатком такой конструкции является сложность ее качественной установки в натурных условиях, поскольку тензодатчик, установленный на вспомогательной пластине, должен точно проецироваться на тензодатчик, установленный непосредственно на исследуемой поверхности. Кроме того, большие трудности вызывает качественная термообработка тензодатчика, наклеенного непосредственно на протяженную металлическую конструкцию, а крепления опорных элементов, выполненные в виде шпилек, после измерения деформаций конструкции станут концентраторами напряжений. The disadvantage of this design is the complexity of its high-quality installation in natural conditions, since the load cell mounted on the auxiliary plate must be accurately projected onto the load cell installed directly on the surface under study. In addition, high-quality heat treatment of a strain gauge glued directly to an extended metal structure causes great difficulties, and the fastening of support elements made in the form of studs, after measuring the deformations of the structure, become stress concentrators.

Целью изобретения является увеличение производительности исследовательских работ, повышение качества и стабильности результатов измерений. The aim of the invention is to increase the productivity of research, improving the quality and stability of measurement results.

Цель достигается тем, что устройство для измерения деформаций растяжения и изгиба, включающее два опорных элемента, предназначенные для закрепления на объекте деформируемую пластину с установленным на ней датчиком, противоположными концами закрепленную на опорных элементах, снабжено дополнительной пластиной аналогичной основной, установленной с зазором по отношению к основной и закрепленной противоположными концами на указанных опорах, а второй датчик закреплен на дополнительной пластине на расстоянии от опор, равном расстоянию крепления от указанных опор основного датчика. The goal is achieved in that the device for measuring tensile and bending deformations, comprising two support elements designed to fix a deformable plate with a sensor mounted on it, fixed at the support elements with opposite ends, is provided with an additional plate similar to the main one, installed with a gap with respect to the main and fixed by opposite ends on the indicated supports, and the second sensor is mounted on an additional plate at a distance from the supports equal to the distance cr captivated by said supports primary sensor.

На чертеже представлено устройство для измерения деформаций растяжения и изгиба. The drawing shows a device for measuring tensile and bending strains.

Устройство состоит из двух опорных элементов 1, деформируемых пластин 2, укрепленных противоположными концами на опорных элементах 1, причем пластины 2 установлены с зазором по отношению друг к другу. На каждой пластине 2 укреплен датчик 3. Датчики на пластине расположены от опор на равном расстоянии. Опорные элементы 1 жестко закреплены на исследуемом объекте 4 при помощи сварки (пайки). The device consists of two support elements 1, deformable plates 2, reinforced with opposite ends on the support elements 1, and the plates 2 are installed with a gap with respect to each other. A sensor 3 is mounted on each plate 2. The sensors on the plate are located at an equal distance from the supports. The supporting elements 1 are rigidly fixed to the investigated object 4 by welding (soldering).

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В лабораторных условиях изготавливают скобу в сборе, состоящую из двух опорных элементов 1 и двух деформируемых пластин 2 с датчиками 3, производят строгую пространственную ориентацию датчиков 3 и крепят датчики на пластинах 2, производят тарировку скобы в сборе при помощи нагрузочных устройств, имитирующих чистое растяжение сжатие и изгиб, затем крепят скобку в полевых условиях к исследуемому объекту 4 и после ее нагружения снимают показания датчиков. Пересчет деформаций ведут по формулам:
ε_м=

;
ε_изг=

. где ε_м мембранные деформации;
ε_изг изгибные деформации.In laboratory conditions, a complete assembly of the bracket is made up of two support elements 1 and two deformable plates 2 with sensors 3, the sensors 3 are strictly spatially oriented and the sensors are mounted on the plates 2, the assembly is calibrated using load devices that simulate pure compression compression and bending, then attach the bracket in the field to the test object 4 and after loading it take the readings of the sensors. Recalculation of strains is carried out according to the formulas:
ε _m =

;
ε _ex =

. where ε _m membrane deformation;
ε _mfd flexural deformation.

h₁, h₂ расстояние одного и второго датчиков до исследуемого объекта.h ₁ , h _{2 the} distance of one and the second sensors to the studied object.

Использование дополнительной пластины с датчиком, а также жесткое крепление устройства на исследуемом объекте позволяет существенно уменьшить сроки проведения промышленных экспериментов натурных конструкций и существенно повысить качество и стабильность показаний приборов, поскольку оба датчика были подвергнуты одинаковой качественной настройке и точно сориентированы в пространстве. The use of an additional plate with a sensor, as well as a rigid fastening of the device at the object under study, can significantly reduce the time for industrial experiments of full-scale structures and significantly improve the quality and stability of instrument readings, since both sensors were subjected to the same high-quality adjustment and were precisely oriented in space.

Claims

DEVICE FOR MEASURING TENSION AND BENDING STRAINS, containing two support elements designed to be fixed on the object, a deformable plate with a first sensor mounted on it, fixed at the supporting elements with opposite ends, and a second sensor, characterized in that it is provided with an additional plate similar to the main installed with a gap in relation to the main one and fixed by opposite ends on the indicated supports, and the second sensor is mounted on an additional plate at a distance from p is equal to the distance from mounting supports said primary sensor.