SU1310706A1

SU1310706A1 - Method of measuring uniaxial stresses in steel articles

Info

Publication number: SU1310706A1
Application number: SU853923916A
Authority: SU
Inventors: Юрий Дмитриевич Железнов; Александр Григорьевич Журавский; Вера Федоровна Кузнецова; Андрей Леонидович Федоров; Илья Вениаминович Левитанский
Original assignee: Липецкий политехнический институт
Priority date: 1985-05-07
Filing date: 1985-05-07
Publication date: 1987-05-15

Abstract

Изобретение относитс к измерени м механических напр жений с помощью магнитных методов, использующих магнитоупругий эффект, и может быть использовано в производстве предварительно-напр женных стальных конструкций дл измерени в них одноосных механических напр жений, измерени напр жений в несущих конструкци х . Изобретение позвол ет повысить точность измерени за счет исключени вли ни на результат измерени внутренних остаточных напр жений , вызванных предысторией металла . Два П-образных магнитопровода, на одном из которых расположена намагничивающа катушка индуктивности, питаема переменным током, на другом - измерительна катушка индуктивности, располагают соосно под углом 90 друг к другу и под 45 к направлению действующего усили , при этом один магнитопровод устанавливаетс с одной стороны издели , а второй - с другой его стороны. 2 ил. с 9 сл о аThe invention relates to the measurement of mechanical stresses using magnetic methods using the magnetoelastic effect, and can be used in the manufacture of prestressed steel structures for measuring uniaxial mechanical stresses in them, measuring stresses in supporting structures. The invention makes it possible to increase the measurement accuracy by eliminating the effect on the measurement result of internal residual stresses caused by the history of the metal. Two U-shaped magnetic cores, one of which has a magnetizing inductance coil fed by alternating current, the other measuring inductance coaxially positioned coaxially at an angle of 90 to each other and 45 to the direction of the acting force, with one magnetic conductor mounted on one side the second, on the other hand. 2 Il. from the 9th day

Description

1 131 13

Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дл измерени механических напр жений с помощью магнитных методов, использующих магнито- упругий эффект в контролируемом материале ,The invention relates to measurement instrumentation and can be used to measure mechanical stresses by magnetic methods using a magneto-elastic effect in a controlled material.

Изобретение может быть использовано в производстве предварительно на- пр же51ных стальных изделий дл измерени в них одноосных механических напр жений, а также измерени напр жений в несущих конструкци х.The invention can be used in the manufacture of prestressed steel products for measuring uniaxial mechanical stresses in them, as well as for measuring stresses in supporting structures.

Цель изобретени - повышение точности измерени за счет исключени вли ни на результат измерени внутренних остаточных напр жений, вызванных предысторией металла.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by eliminating the influence on the measurement result of internal residual stresses caused by the prehistory of the metal.

На фиг.1;изображено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг.2 - тарировочный график дл образца из стали Ст.З толщиной 10 ммFigure 1; shows a device that implements the proposed method; 2 is a calibration chart for a sample of steel of Art. 3 with a thickness of 10 mm.

Устройство содержит два П-образ- ных магнитопровода 1 и 2 (намагничивающий и измерительный). Магнитопро- воды 1 и 2 установлены соосно с двух сторон по отношению к контролируемому изделию 3 под углом 45 к направлению действующего усили . Один из магнитопроводов имеет намагничивающу катущку 4 индуктивности, подключенную к источнику переменного напр жени , а второй магнитопровод - измерительную катущку 5 индуктивности. Способ осуществл ют следующим образом.The device contains two U-shaped magnetic circuits 1 and 2 (magnetizing and measuring). The magnetic conductors 1 and 2 are mounted coaxially on both sides with respect to the controlled product 3 at an angle of 45 to the direction of the acting force. One of the magnetic circuits has a magnetizing inductance coil 4 connected to an alternating voltage source, and the second magnetic conductor has an inductance measuring coil 5. The method is carried out as follows.

При подаче напр жени на намагничивающую катушку 4 возникает магнитный поток, который, проход через воздушный зазор, замыкаетс по трем направлени м: часть потока проходит через намагничивающий магнитопровод и металл 45°, а магнитные потоки (р и (рм проход т через намагничивающий магнитопровод, зазор, металл и измерительный магнитопровод. При этом Yj - магнитный поток, направленный вдоль приложенного к двутавру усили , Фп - магнитный поток, направленный перпендикул рно к приложенному усилию.When voltage is applied to the magnetizing coil 4, a magnetic flux occurs, which, passing through the air gap, closes in three directions: a part of the flux passes through the magnetizing magnetic conductor and the metal 45 °, and the magnetic fluxes (p and (rm pass through the magnetizing magnetic conductor, the gap, the metal, and the measuring magnetic circuit.At the same time, Yj is the magnetic flux directed along the force applied to the I-beam, and Fp is the magnetic flux directed perpendicular to the applied force.

Магнитный поток Р45 не замьпсает с через измерительный магнитопровод а магнитные потоки ф и протекают через измерительный магнитопровод встречно. При этом т и т,, проход т через всю толщину металла и пропорциональны величине магнитной прониThe magnetic flux P45 does not freeze with through the measuring magnetic circuit and the magnetic fluxes f flow through the measuring magnetic circuit. At the same time, t and t, pass through the entire thickness of the metal and are proportional to the magnitude of the magnetic field.

6262

цаемости, котора , в свою очередь, пропорциональна величине одноосных механических напр жений, приложенных к конструкции. Таким образом, двухсторонн установка магнитопроводов позвол ет осуществить сквозное про- магничивание металла издели , и, следовательно, получить интегральную оценку напр жений по толщине дажеconductivity, which, in turn, is proportional to the magnitude of the uniaxial mechanical stresses applied to the structure. Thus, the double-sided installation of the magnetic cores makes it possible to carry out end-to-end magnetization of the metal of the product, and, therefore, to obtain an integral estimate of the stresses in thickness even

при питании намагничивающей катущки переменным током. Это позвол ет существенно уменьшить погрешность при измерении напр жений, вносимую неравномерностью распределени внутренних напр жений в поперечных сечени х .when the magnetizing power is supplied by alternating current. This makes it possible to significantly reduce the error in measuring stresses caused by the uneven distribution of internal stresses in cross sections.

П р им е р. Испытуемый образец представл л собой лист из конструкционный стали СтЗ с размером 3000PRI im p The test sample was a sheet of structural steel St3 with a size of 3000

X200 100 мм. На лист, расположенный горизонтально, устанавливались магнитопроводы, производились измерени по длине образца с интервалом 250 мм. Измерени прЪизводились дважды: в первом случае измерительный магнитопровод (И) был сверху, а намагничивающий (и) внизу, во втором случае магнитопроводь мен лись местами. Суммарный разброс показанийX200 100 mm. Magnetic cores were mounted on a sheet located horizontally, measurements were made along the length of the sample with an interval of 250 mm. The measurements were carried out twice: in the first case, the measuring magnetic circuit (I) was on top, and the magnetizing (and) below, in the second case, the magnetic conductor changed places. Total variation of evidence

составил 40 единиц. измерительной шкалы.amounted to 40 units. measuring scale.

Дл получени количественной оценки одноосных механических напр жений магнитна система предварительно тарировалась на образце из стали СтЗ толщиной 10 мм. На фиг.2 представлен тарировочный график. Чувствительность датчика составл етTo obtain a quantitative estimate of the uniaxial mechanical stresses, the magnetic system was pre-calibrated on a sample of StZ steel 10 mm thick. Figure 2 presents the calibration schedule. Sensor sensitivity is

-,., ед.шкалы-,., unit

70т--j- . При приложении внешних70t - j-. With the application of external

км/ ммkm / mm

одноосных напр жений G 10 кг/ммuniaxial stresses G 10 kg / mm

4545

погрешность измерени способа составл ет не более 5% (0,5 кг/мм),The measurement error of the method is not more than 5% (0.5 kg / mm),

Claims

Invention Formula

A method for measuring uniaxial stresses in steel products, which consists in that the U-shaped magnetic circuit with a magnetizing inductor placed on it is mounted on the product at an angle of 45 to the direction of the acting force, the second U-shaped magnetic circuit with the measuring inductance coil is installed under an angle of 90 to the first magnetic circuit in such a way that the axes of their symmetry coincide, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, the magnetic cores are installed on both sides of the product.

V Phage .1

Editor A.Revin

Compiled by I.Keso

Tehred I. Popovich Proofreader L. Patay

Order 1884/40 Circulation 777 Subscription

VNIIPI USSR State Committee

for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4