RU2051357C1

RU2051357C1 - Method of measuring admissible static load

Info

Publication number: RU2051357C1
Authority: RU
Inventors: Геннадий Сергеевич Тюриков
Original assignee: Геннадий Сергеевич Тюриков
Priority date: 1992-04-14
Filing date: 1992-04-14
Publication date: 1995-12-27

Abstract

FIELD: non-destructive testing of materials. SUBSTANCE: material specimen is loaded and deformation is registered under computer control. The computer differentiates continuously "load-deformation" characteristic, excludes errors due to transient processes and forms signal which indicates ADMISSIBLE load at the moment of creation of non-linearity of characteristic described. EFFECT: improved precision. 3 dwg

Description

Изобретение относится к неразрушающим испытаниям материалов оптикоэлектронным методом. The invention relates to non-destructive testing of materials by the optoelectronic method.

Известен способ испытания материалов, при котором образец материала нагружают ступенчато или плавно и измеряют при этом его деформацию, по которой судят о результатах испытания. There is a known method of testing materials, in which a sample of the material is loaded stepwise or smoothly and its deformation is measured while judging the test results.

Однако точность и надежность контроля при этом допустимой статической нагрузки недостаточные. However, the accuracy and reliability of the control at the same permissible static load is insufficient.

Целью изобретения является:
объективная, строгая фиксация точки ДСН, обеспечиваемая автоматизация ее определения при 2-осном измерении;
получение одновременно с процессом деформации, происходящей в результате ступенчатого нагружения исследуемого объекта, данных об измерении деформации в зависимости от изменяющейся нагрузки, т.е. получение графика закона Гука для конкретной испытуемой конструкции;
исключение превышения (при испытании) ДСН;
исключение длительного процесса исследования и обработки результатов измерения деформации для определения ДСН.The aim of the invention is:
objective, rigorous fixation of the SDS point, provided automation of its determination during 2-axis measurement;
receiving simultaneously with the process of deformation occurring as a result of step loading of the object under study, data on the measurement of deformation depending on the changing load, i.e. obtaining a graph of Hooke's law for a particular test construct;
exclusion of excess (during testing) of SDS;
the exclusion of a long process of research and processing the results of strain measurements to determine SDS.

Цель достигается тем, что при определении ДСН оптикоэлектронным методом с использованием интерферометра с реверсивным счетным устройством и выводом информации о деформации конструкции на экран дисплея для получения одновременно с процессом деформации данных о величине деформации в зависимости от ступенчато нарастающей нагрузки точка перехода области линейной деформации в нелинейную область ( соответствующая ДСН) фиксируется с помощью компьютера, который непрерывно дифференцирует получаемый график, отсекая сигналы на дисплей и сигнальное устройство при переходном колебательном процессе, упреждая преждевременный сигнал о достижении ДСН, сигнализирует при действительном достижении ДСН, упреждая появление остаточной деформации. При этом информация о величине деформации испытуемой конструкции, т.е. перемещение выбранной ее базовой точки, подается на ось абсцисс экрана дисплея, а на ось ординат с устройства, преобразующего величину нагрузки в электрический сигнал об изменении нагрузки, получая таким образом графическое изображение закона Гука для испытуемой конструкции и величину ДСН. The goal is achieved by the fact that when determining SDS by the optoelectronic method using an interferometer with a reversible counting device and outputting information about the deformation of the structure to the display screen to obtain simultaneously with the deformation process data on the strain value, depending on the stepwise increasing load, the transition point of the linear strain region to the nonlinear region (the corresponding SDS) is recorded using a computer that continuously differentiates the resulting graph, cutting off the signals on the display and cial device transient oscillatory process, anticipating the premature signal of achieving SDS signals when actually reaching SDS, anticipating the occurrence of residual deformation. Moreover, information about the strain value of the test structure, i.e. moving its selected base point is fed to the abscissa axis of the display screen, and to the ordinate axis from a device that converts the load value into an electrical signal about a change in load, thus obtaining a graphic image of Hooke's law for the test structure and the SDL value.

На фиг. 1 представлена блок-схема оптикоэлектронного измерительного устройства, состоящего из лазера 1, интерферометра 2, дисплея 5, реверсивного счетчика 4, компьютера 6, сигнального устройства 7 и объекта 3 испытания. In FIG. 1 is a block diagram of an optoelectronic measuring device consisting of a laser 1, an interferometer 2, a display 5, a reverse counter 4, a computer 6, a signal device 7, and an object 3 of the test.

На фиг. 2 и 3 представлены блок-схемы приставки к оптикоэлектронному приборному комплексу, преобразующей нагрузку на испытуемую конструкцию и ее изменение в электрический сигнал. In FIG. 2 and 3 are block diagrams of the attachment to an optoelectronic instrument complex that converts the load on the test structure and its change into an electrical signal.

На фиг. 2 изображен вариант блок-схемы приставки, применяемой при гидравлических, пневматических или вакуумных испытаниях, которая состоит из редуктора 8, цилиндра 9 с поршнем, зубчатой рейки 10 и 20-оборотного прецизионного потенциометра ППМЛ-1 11. In FIG. 2 shows a variant of the attachment block diagram used in hydraulic, pneumatic or vacuum tests, which consists of a gearbox 8, a cylinder 9 with a piston, a gear rack 10, and a 20-turn precision PPML-1 11 potentiometer.

На схеме также показан цифровой вольтметр 12 и испытуемый объект 3. The diagram also shows a digital voltmeter 12 and the test object 3.

На фиг. 3 изображен вариант блок-схемы приставки, применяемой при весовых испытаниях, которая состоит из 20-оборотного счетчика 13 и потенциометра ППМЛ-1 11. In FIG. Figure 3 shows a variant of the block diagram of the attachment used in weight testing, which consists of a 20-turn counter 13 and potentiometer PPML-1 11.

Приборный комплекс работает следующим образом. The instrument complex operates as follows.

Компьютер 6 непрерывно дифференцирует получаемый график и при изменении tgx, т. е. угла наклона графика, подает сигнал на сигнальное устройство 7 о достижении ДСН. Однако так как все конструкции в той или иной мере упругие, то при каждой ступеньке нагружения происходит затухающий колебательный переходный процесс, который на экране дисплея наблюдается как затухающая, в конечном итоге переходящая в точку, горизонтальная прямая линия, и излом графика сигнализируется как "якобы" достижение ДСН. Компьютер, получая информацию о переходном процессе от реверсивного счетчика 4 до окончания этого процесса, отсекает сигналы на дисплей 5 и сигнальное устройство 7, предупреждая тем самым неверную, преждевременную информацию о "якобы" достижении ДСН. Если информация испытуемой конструкции происходит в результате гидравлических, пневматических или вакуумных испытаний, то в качестве движителя, приводящего в поступательное движение зубчатую рейку 10, используется цилиндр 9 с поршнем и возвратно-демпфирующей пружиной. Рабочая среда поступает под поршень от испытуемого объекта 3 через гидравлический (газовый) редуктор 8, а при вакуумных испытаниях мимо него. Зубчатая рейка через трубку, смонтированную на оси 20-оборотного прецизионного потенциометра ППМЛ-1 11, преобразует информацию о давлении (вакууме) в электрический сигнал стабилизированного напряжения, поступающий на цифровой вольтметр 12, компьютер 6 и ось ординат дисплея 5. Если же испытуемый объект нагружается нарастающей ступенчатой весовой нагрузкой, то в качестве движителя оси ППМЛ-1 11 (фиг. 3) используется прецизионный 20-оборотный счетчик, входящий в комплект ППМЛ-1, которым в выбранном масштабе реальных нагрузок от 0 до Р_мах вручную устанавливается величина нагрузки при каждом ее изменении.Computer 6 continuously differentiates the resulting graph and, when tgx changes, i.e., the angle of inclination of the graph, sends a signal to the signaling device 7 when the SDS is reached. However, since all constructions are elastic in one way or another, a damped oscillatory transition process occurs at each loading step, which is observed on the display screen as a damped, eventually turning into a point, horizontal straight line, and a break in the graph is signaled as "supposedly" achievement of SDS. The computer, receiving information about the transition process from the reversible counter 4 until the end of this process, cuts off the signals on the display 5 and the signal device 7, thereby preventing false, premature information about the "alleged" achievement of the SDS. If the information of the design under test occurs as a result of hydraulic, pneumatic or vacuum tests, then as a propeller, translating gear rack 10 is used, a cylinder 9 with a piston and a spring-damper spring is used. The working medium enters under the piston from the test object 3 through a hydraulic (gas) gearbox 8, and during vacuum tests past it. The gear rack through a tube mounted on the axis of the PPML-1 11 20-turn precision potentiometer converts pressure (vacuum) information into an electric signal of stabilized voltage supplied to digital voltmeter 12, computer 6 and display ordinate 5. If the test object is loaded stepwise increasing the weight load, as a propulsor axis PPML-1 11 (FIG. 3) used 20-turn precision meter, supplied PPML-1, in which real loads selected scale from 0 to F _max manually mouth navlivaetsya load value each time it changes.

Использование предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества:
возможность оперативно, т. е. в процессе испытания без дополнительной обработки результатов измерения деформации, определять ДСН;
благодаря строгой автоматической фиксации точки перехода области линейной деформации в нелинейную область исключается вероятность появления остаточной деформации, которая кроме ослабления конструкции, вызванной ею, еще и перечеркивает результаты проведенных испытаний, так как ослабленная остаточной деформацией конструкция имеет иную ДСН, отличающуюся от якобы полученной в результате испытаний и остающуюся неизвестной;
обеспечивает объективность оценки степени ослабления конструкции скрытыми дефектами благодаря автоматизации определения ДСН.The use of the invention in comparison with the prototype has the following advantages:
the ability to quickly determine, in the process of testing, without additional processing of the results of measurement of deformation, SDS;
Due to the strict automatic fixation of the transition point of the linear strain region into the nonlinear region, the probability of the appearance of residual deformation is excluded, which, in addition to the weakening of the structure caused by it, also crosses out the results of the tests, since the structure weakened by the residual deformation has a different SDS that differs from that allegedly obtained from the tests and remaining unknown;
provides objectivity in assessing the degree of structural attenuation by latent defects due to automation of SDS detection.

Claims

THE METHOD FOR DETERMINING THE ACCEPTABLE STATIC LOAD, consisting in the fact that a simple structural element or a simple part of a machine is loaded with a stepwise or smoothly varying load, the deformation of this object is measured, it is processed and the permissible static load for the test object is determined by the results of processing these measurements, characterized in that when determining the permissible static load for any design, the strain measurement is carried out by an interferometer with a reversible counter the initial point of the structure, and the load change is fixed by the load transducer into an electrical signal with the output of this information to a computer and a display on which the characteristic of the load - deformation is visualized, this characteristic is continuously differentiated by the computer and the transient oscillatory signals are cut off to the display during step loading of the object and a signaling device until it is completely attenuated, thereby preempting a premature signal about the achievement of the permissible static load, when When the non-linearity of the specified characteristic occurs, a signal is generated by which the moment of reaching the permissible static load and its value are recorded.