Устройство для определения усталостной прочности объекта

(5 ь 1 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и Производственное объединение 1 Союзоргэнергогаз"(56) 1, Авторское свидетельство СССРУ 805060 ф кл. С 01 В 7/16, 1977.2, Вильперт К. И., Воронков В.А.Дайчик М,Л, Приборы для статическихисследований напряжений, усилий идеформаций, - Сб. "Методы и приборытензометрии", вып. 3. М., ГосИНТИ,1964, с. 55-60, фиг, 2 (прототип),(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯУСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ ОБЪЕКТА, содержащее датчик деформации, предназначенный для установки на объекте, усилитель, вход которого соединен сдатчиком деформации, анализатор амплитуд,один вход которого соединен ссвыходом усилителя, счетчик, вход которого соединен с выходом анализатора амплитуд, и блок формированиявыходного сигнала, соединенный с выходом счетчика, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности определения предельно допуРстимого состояния объекта, оно снаб- Зжено датчиком температуры, предказначенным для установки на объекте, МФблоком формирования допустимых значений деформации с двумя выходами,вход которого соединен с датчикомтемпературы, и блоком сравнения,один вход которого соединен с выишходом усилителя, другой - с перЬийвым выходом блока формирования до- (,3пустимых значений деформации, а вы- Я)ход - с блоком формирования выход- ъного сигнала, второй выход блока. 1;фформирования допустимых значений фдеформации соединен с вторым входоманализатора амплитуд.Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения интегральныхзначений накопленной усталости элементов конструкции объекта, и можетбыть использовано для оценки усталостной прочности объектов, работающих в условиях воздействия случайных циклически изменяющихся механических нагрузок и температур, например магистральных трубопроводов.Известно устройство для определения усталостной прочности объекта,содержащее датчик интенсивности нагружения объекта, анализатор размахов сигнала датчика, вход которогосоединен с выходом датчика, и счетчик числа циклов нагружения 1 1Однако устройство не обеспечиваеттребуемой точности определения предельно допустимого из условия усталостной прочности состояния объекта,так как при этом не учитывается тотфакт, что предел прочности материалаэлементов конструкции объекта, вчастности предел текучести, существенно изменяется с температурой,Поэтому часть циклов нагружения,при которых фактически нагрузкаобъекта превышает допустимую, такимустройством. может быть пропущена,что приводит к погрешности в определении усталостной прочности объекта и его предельно допустимого состояния. 35Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому эффекту является устройство дляопределения усталостной прочностиобъекта, содержащее датчик деформации, предназначенный для установкина объекте, усилитель, вход которого соединен с датчиком деформации, анализатор амплитуд, один входкоторого соединен с выходом усилителя, электронный счетчик, вход которого соединен с выходом анализатораамплитуд, и блок Формирования выходного сигнала, выполненный в видеэлектромеханического счетчика, с 50 индикацией результата на табло 1 21.Однако известное устройство не учитывает влияния на тянущую уста 1лостную прочность объекта температуры, в связи с чем оно не обеспечи вает требуемой точности определения предельно допустимого состояния объекта. Цель изобретения - повышение точности определения предельно допустимого состояния объекта.Эта цель достигается тем, чтоустройство для определения усталостной прочности объекта, содержащее датчик деформации, предназначенный для установки на объекте,усилитель, вход которого соединен сдатчиком деформации, анализатор амплитуд, один вход которого соединен с выходом усилителя, счетчик,вход которого соединен с выходоманализатора амплитуд, и блок формирования выходного сигнала, соединенный с выходом счетчика, снабженодатчиком температуры, предназначенным для установки на объекте,блоком формирования допустимых значенийдеформации с двумя выходами, вход которого соединен с датчиком темпера-.туры, и блоком сравнения, один входкоторого соединен с выходом усилителя, другой - с первым выходом блока Формирования допустимых значенийдеформации, а выход - с блоком формирования выходного сигнала, второйвыход блока Формирования допустимыхзначений деформации соединен с вторымвходом анализатора амплитудНа чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит датчики деформации 1 и температуры 2,предназначенные для установки на объекте, усилитель 3, вход которого соединен свыходом датчика 1 деформаций, блок 4Формирования допустимых значений деформации с двумя выходами, вход которого соединен с выходом датчикатемпературы, анализатор 5 амплитуддеформации, один вход которого соединен с выходом усилителя 3, а другой - с выходом блока 4 формированиядопустимых значений деформации, блокб сравнения, один вход которого соединен с выходом усилителя 3, а другой - с другим выходом блока 4 формирования предельно допустимых значений деформации, счетчик 7 числациклов нагружения, вход которогосоединен с выходом анализатора 5амплитуд деформации, и блок 8 формирования выходного сигнала, выполненный в виде логической схемы синдикацией результата на табло ивыдачей сигнала в контур системыуправления объектом, один вход кото1168799 Составитель Н, ТимошенкоРедактор О. Бугир Техред С.Мигунова Корректор М.Розман Заказ 4606/35 Тираж 651ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 рого соединен с выходом блока 6 сравнения, а другой - с выходом счетчика7 числа циклов нагружения.Устройство работает следующим образом. 5Датчики деформации 1 и температуры 2 устанавливаются на объекте,работающем в условиях воздействияциклически изменяющихся случайныхнагрузок и температур, до начала 10нагружения этого объекта, Уровеньсигнала датчика 1 деформаций в момент отсутствия нагрузки принимаетсяза исходный уровень, относительнокоторого производится измерение и 15анализ амплитуды,При нагружении объекта сигнал сдатчика 1 деформаций усиливаетсяусилителем 3. Одновременно сигнал сдатчика 2 температуры поступает в 20блок 4 Формирования допустимых значений деформации, где с учетомзначения измеренной температуры формируется два предельно допустимыхзначения деформации, однозначно связанные с температурой, одно значениеявляется предельно допустимым из ус-ловия статической прочности объектапри заданной температуре и поступаетиз блока 4 в блок 6 сравнения, а 30другое - предельно допустимым изусловия усталостной прочности тогоже объекта и является порогом чувствительности для установления факта необходимостиучета очередного цик -ла нагружения, для чего это значениепоступает на один из входов анализатора .5 амплитуд деформации. Ванализаторе 5 амплитуд деформацийопорное предельно допустимое значение деформации сравнивается с Фактически действующим, информация окотором поступает с выхода усилителя3 на другой вход анализатора 5. Вслучае превышения значения Фактичес- А 5кой деформации опорной на выходеанализатора 5 появляется импульсныйсигнал, который поступает в счетчик 7 числа циклов нагружения и увеличивает содержимое счетчика 7 на единицуОдновременно со сравнением опорного и фактического значений деформации в анализаторе 5 амплитуд происходит сравнение другого предельно допустимого значения деформации С фактическим в блоке 6 сравнения, для чего сигнал с усилителя 3 поступает на другой вход этого блока,В случае превьппения значения фактической деформации предельно допустимого из условия статической прочности, на выходе блока 6 сравнения появляется сигнал аварийного состояния объекта, который проходит на вход блока 8 формирования выходного сигнала, отображается на табло и одновременно инициирует прохождение соответствующей команды на снижение или отключение нагрузки в контур системы управления объектом.Такой же сигнал аварийного состояния объекта появляется на выходе счетчика 7 при достижении предельно допустимого числа циклов нагружения объекта. Этот сигнал также поступает на вход блока 8 формирования выходного сигнала и вырабатывает команду на снижение или отключение Нагрузки. Использование предлагаемого устройства для определения усталостной прочности таких объектов, как магистральные трубопроводы, резервуары для хранения жидкости или газа, металлоконструкции зданий и сооружений и т.п позволяет своевременно определять предельно допустимое состояние объек-, та и предотвращать его аварийное разрушение, а также объективно назначать сроки планово-предупредительных ремонтов, что уменьшает плановые и вынужденные, простои дорогостоящих объектов и дает существенный экономический эффект.