SU1756775A1 - Устройство дл определени напр жений в поверхностных сло х деталей и конструкций - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к приборостроению и предназначено дл  определени  напр жений в детал х и конструкци х из бетона и железобетона, в том числе и наход щихс  под нагрузкой. Цель изобретени  повышение точности. Посредством режущего диска выполн ют сегментный подрез 25 на участке 26 детали. В этот подрез устанавливают рычаг 18с упругой накладкой 19 до упора в ограничитель 20. С помощью винта 22 через динамометр 21 нагружают рычаг 18 до заданной нагрузки. Одновременно измер ют сигнал тёнзорезистора 5, прижатого к поверхности. По показани м тёнзорезистора 5 при выполнении сегментного подреза 25 рассчитывают внутренние напр жени , а по показани м динамометра 21 и тёнзорезистора 5 при нагружении рычага 18 рассчитывают модуль Юнга бетона. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к области испытани  строительных конструкций и может быть использовано при обследовании железобетонных и каменных конструкций на предмет установлени  величины имеющихс  в них напр жений от внешних нагрузок, при контроле величины предварительных напр жений в предварительно напр женных железобетонных конструкци х и при научно-исследовательских работах в области механики бетона и железобетона.

Целью изобретени   вл етс  получение возмржности определени  деформационных характеристик материала испытываемой конструкции, т.е. повышение точности измерени  напр жений.

На фиг.1 представлен общий вид блока дл  измерени  величины упругих деформаций без электропривода и электронного измерител ; на фиг.2 - обЩий вид устройства в сборе при определении модул  упругости; на фиг.З - вид А-А на фиг.2.

Блок дл  измерени  величины упругих деформаций без электропривода и электронного измерител  включает корпус 1 измерител  деформации, в котором размещен датчик, состо щий из основани  2, эластичного прижима 3, антифракционной прокладки 4 и тёнзорезистора 5. Основание датчика имеет фиксатор (не показан), который обеспечивает его фиксированное положение относительно корпуса 1. Дл  прижимани  датчика к тенэометрируемой поверхности в корпусе измерител  деформации имеетс  винт 6. Прижатие корпуса 1 к испытываемой конструкции осуществл етс  с помощью струбцины 7 через эластичную пластину 8 (на фиг.1 показан фрагмент струбцины).

С корпусом 1 измерител  деформации соедин етс  корпус 9 устройства дл  подреза . Соединение производитс  с помощью двух направл ющих шлицов и двух винтов, обеспечивающих заданное посто нное рассто ние прорези, образуемой в испытываемой конструкции от датчика, а также обеспечивающих отсоединение режущего устройства от измерительного без нарушени  позиции последнего на тензометрируе- мой поверхности, С корпусом 9 св зана направл юща  втулка 10, в которую входит

сл

с

VI сл о

VI

VI сл

шток 11, соединенный с подшипником 12, в котором находитс  вал 13 режущего диска 14, покрытого алмазами АСК 315/250 на металлической св зке. Вал 13 св зан с гибким валом 15, который предназначен дл  соединени  с электроприводом. С двух сторон от режущего диска расположены увлажн ющие вставки 16, а в нижней части между режущим диском и датчиком расположен гидроэкран 17, который охватывает датчик, отдел   его от увлажн ющих вставок и зоны выброса влажного шлама. Установка гидроэкрана производитс  с помощью специального фиксатора.

Определение величины остаточных упругих деформаций с помощью данного устройства производитс  следующим образом. На поверхности испытываемой конструкции в требуемом месте выбирают участок , пригодный дл  установки датчика. Участок должен быть ровным и не иметь раковин. Перед установкой датчика участок зачищают мелкой шкуркой до уровн  бетона .

Дл  установки устройства на испытываемую конструкцию корпус 1 измерител  деформации отсоедин ют от остальной части устройства, винт б вывинчивают до уровн  внутренней поверхности корпуса и РСТЗВЛЯ- ют датчик в корпус так, чтобы его основание 2 было прижато к верхней внутренней грани корпуса Положение датчика фиксируют боковым винтом, имеющимс  в корпусе (не показан). Устанавливают корпус 1 на поверхность испытываемой конструкции, след  за тем, чтобы тензорезистор 5 находилс  Против участка, подготовленного дл  тензо- метрировани . Прижимают корпус 1 к поверхности конструкции с помощью струбцины, контролиру  силу прижати  по величине осадки эластичной (резиновой) прокладки 8. Опускают боковой винт и начинают прижимать датчик к тензометрируе- мой поверхности, завинчива  винт 6 и след  за тем, чтобы фиксатор основани  датчика был прижат к корпусу 1. Прижатие датчика производ т до тех пор, пока его основание 2 не упретс  в поверхность конструкции. Дополнительно прижимают датчик к корпусу боковым винтом. Присоедин ют датчик к измерителю статических деформаций. К нему же присоедин ют аналогичныйпк омп ен- сационный датчик, который устанавливают в специальной струбцине. На активный датчик устанавливают гидроэкран 17. В корпус 9 устройства дл  подреза вставл ют увлажн ющие вставки 16 и соедин ют его с корпусом 1. Соедин ют гибкий вал 15 с электроприводом. Снимают отсчет на шкале измерител  статических деформаций,

Включают электропривод и передают давление от нагружател  (не показан) на шток 11, в результате чего происходит процесс подреза, который заканчиваетс  после

упора подшипника 12 в испытываемую конструкцию. Окончание подреза контролируетс  путем замера рассто ни  от торца штока 11 до торца направл ющей втулки 10, Неизменность этого рассто ни  свидетельствует об окончании процесса резани . В зависимости от прочностных свойств бетона и степени увлажнени  процесс резани  длитс  от 40 до 70 с.

После окончани  процесса резани  снимают нагружатель режущего диска, затем выключают электропривод и отсоедин ют его от гибкого вала. Снимают показани  на измерителе статических деформаций. Разность показаний до подреза и после

умноженна  на коэффициент тензочувст- вительности  вл етс  искомой информацией , котора  v используетс  при определении напр жений

25

ЈР(П1-П2) Кт

где ер-деформаци  возникша  в результате подреза;

Пт - показани  прибора до подреза;

Па - показани  прибора после подреза; Кт - коэффициент тензочувствительно- стм датчика.

Полную остаточную упругую деформацию , котора  имеет место в поверхностных

сло х испытываемого участка определ ют по формуле

Ј Јр или ЈП(П1-П2) КТКЈ где Јп - полна  остаточна  упруга  деформаци ;

КЕ - константа испытательного устройства , завис ща  от глубины подреза, радиуса режущего диска, базы тензодатчика и его рассто ни  от подреза.

Перед отсоединением устройства дл 

подреза шток 11 перемещают в крацнее верхнее положение.

Определение деформационных характеристик материала конструкций производ т после отсоединени  устройства дл 

подреза. Общий вид комплекта в сборе при определении модул  упругости показан в двух проекци х на фиг.2 и 3. Данный блок включает измеритель деформации и нагружающее устройство.

Нагружающее устройство состоит из рычага 18, выполненного в виде стальной пластины, один конец которой имеет сегментную форму с радиусом, равным радиусу режущего диска, и снабжен накладкой 19 из

упругого материала, а также ограничителем 20, обеспечивающим заданное соотношение плеч рычага, его перпендикул рность по отношению к испытываемой поверхности , а также фиксированное положение оси вращени  рычага по отношению к датчику. Другой конец рычага через динамометр 21 соединен с помощью винта 22 и гайки 23 с кронштейном 24, закрепленным на корпусе измерител  деформации.

Работа устройства происходит следующим образом.

В сегментный подрез 25, образованный на участке 26 испытываемой конструкции, устанавливают рычаг, обращенный упругой накладкой к датчику, след  за тем, чтобы ограничитель 20 был устойчиво зафиксирован на поверхности конструкции двум  своими упорами, обеспечива  заданное соотношение плеч рычага и его перпендикул рность к поверхности испытываемой детали . Винт 22 ввод т в прорезь, имеющуюс  в кронштейне 24, и вращением гайки 23 устанавливают стрелку динамометра 21 на нулевую отметку. Снимают показани  П1 на измерителе статических деформаций. Вращением гайки 23 довод т нагрузку на рычаг до величины Ркг. Снимают показани  П2 на измерителе статических деформаций. Определ ют деформацию от дополнительной на- . грузки

е П1 - Па,

где Јн - деформаци  от дополнительной нагрузки .

Модуль упругости определ ют по формуле

Е

КЕ Р

Јн

0

5

0

5

0

5

где Е - модуль упругости материала испытываемой конструкции;

КЕ - константа устройства, используема  при определении модул  упругости и устанавливаема  заранее на образце с известным модулем упругости.

По полученным значени м Еп и Е определ ют величину искомых напр жений

Claims (1)

1. сг Јп Е. Формула изобретени 

   Устройство дл  определени  напр же: ний в поверхностных сло х деталей и конструкций , содержащее разъемный корпус, в одной из частей которого расположен датчик деформации, а в другой на заданном рассто нии от датчика деформации установлен режущий диск с возможностью плоскопараллельного перемещени  в направлении, перпендикул рном к поверхности детали, привод вращени , соединенный с диском гибким валом, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, в него введены узел нагружени  и динамометр, при этом узел нагружени  выполнен в виде рычага, ось вращени  которого зафиксирована относительно датчика, один конец рычага, обращенный к поверхности детали, снабжен полукруглой пластиной с накладкой из упругого материала радиусом, раЁным радиусу режущего диска, а другой конец рычага св зан с корпусом через динамометр.

   7-У4$пч

   Фиг1

   2

   Ф

   Ф

   ч .

   ц п 2/

   Фаг

   Редактор Т.Бланар

   Составитель Г.Ялов Техред М.Моргентал

   ШигЗ

   Корректор С.Юско