Способ контроля напряженно-деформированного состояния объекта

ГОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСГИЧ Е С К ИРЕСПУБЛИК 9) Н 758411 А К АВТ деления дефорях горизонталь- заключающийся ого поперечноодатчики, повоотносительно ируют сигналы ж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРР 4. 1128104, кл, 6 01 В 5/30, 1982,Авторское свидетельство СССРМ 1490457, кл, 6 01 В 7/16, 1987,Пожидаев А.П. Методы математическостатистики в диагностике напряженногсостояния корпусных элементов паровытурбин. - Теплоэнергетика, 1989, М. 10, с.5- 59(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯОБЬЕКТА,%32иноведения им. А.А, Благоие относится к способам не- контроля конструкций и моИзобретение относится к способам не- разрушающего контроля конструкций и может быть использовано для оперативного определения напряженно-деформированного состояния (НДС) в процессе эксплуатации для геометрически сложных обьектов.Преимущественной областью использования является тепловая и атомная энергетика. Известен способ опремаций в поперечных сеченино закрепленных изделий,в том, что в точках исследуемго сечения закрепляют тенарачивают изделиегоризонтальной оси, фикстензодатчиков. я)5 0 01 В 5/30, 7/16 жет быть использовано для опера 1:)внои диагностики напряженно-деформированного состояния в процессе эксплуатации, Цель изобретения - повышение достоверности контроля. Для этого как в процессе первоГо, так и второго циклов эксплуатационного нагружения обьекта измеряют нагрузки и распределение деформаций в обьекте, по результатам измерений в процессе первого цикла устанавливают зависимость дефор-. маций в объекте от характерных независимых нагрузок, а по результатам измерений в процессе второго цикла осуществляют оценку точности определения напряженно- деформированного состояния обьекта по результатам измерений характерных нагрузок в процессе последующей эксплуатации обьекта. 1 ил,Недостатком известного способа является то, что определение деформаций возможно лишь для горизонтально закрепленных изделий, для которых имеется возможность поворота относительно продольной оси. Напряженное состояние, обусловленное режимными параметрами возмущающего воздействия, не связанными с изменением пространственного полоения тела, в данном случае не устанавливается.Известен способ контроля НДС металлических деталей, включающий нагружение объекта эксплуатационной нагрузкой, циклическое измерение параметров объекта в его точках и установление напряженно-деформированного состояния.51015 Недостаток известного способа заключается в том, что для его применения необходимым является требование выявления в каждом цикле нагружения момента достижения нагрузкой одного и того же стабильно воспроизводимого уровня, что неприемлемо для обьектов тепловой и атомной энергетики, поскольку большое число факторов эксплуатационного нагружения (давление, температура теплоносителя, тепловое поле самой конструкции и т,п.), вызывающих появления напряжений, не поддается фиксации на одном и том же уровне, Реализовать их стабильное состояние, причем одновременно, не представляется возможным из-за нарушения нормального режима эксплуатации. Стабильно воспроизводимый уровень нагрузки для рассматриваемых объектов может наблюдаться только на разгруженной конструкции, что не соответствует эксплуатационным условиям.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ контроля напряженно-деформированного состояния объекта, заключающийся в том, что в процессе первого цикла эксплуатационного нагружения, включающего экстремальные значения действующих нагрузок, измеряют нагрузки и распределение деформаций в объекте и по результатам измерений устанавливают зависимости деформаций в заданных точках обьекта от характерных независимых нагрузок, в процессе последующих циклов эксплуатационного нагружения обьекта контролируют характерные нагрузки, по которым с учетом ранее полученных зависимостей определяют напряженно-деформированное состояние объекта в каждый момент его эксплуатации и оценивают точность определения деформаций.Однако данным способом не обеспечивается точность и необходимая достоверность определения деформаций в результате его реализации на режимах, отличных от тех, на которых проводились прямые измерения деформаций.Цель изобретения - повышение достоверности кЬнтроля.Поставленная цель достигается тем. что согласно способу в процессе первого цикла эксплуатационного нагружения, включающего экстремальные значения действующих нагрузок, измеряют нагрузки и распределение деформаций в обьекте и по результатам измерений устанавливают зависимости деформаций в заданных точках объекта от характерных независимых нагрузок, в процессе последующих циклов экс 20 25 30 35 40 45 50 55 плуатационного нагружения обьекта контролируют характерные нагрузки, по которым с учетом ранее полученных зависимостей оп ределя ют нап ряженно-деформированное состояние объекта в каждый момент его эксплуатации и оценивают точность определения деформаций в процессе второгоцикла эксплуатационного нагружения объекта, режим которого отличен от режима первого цикла, контролируют распределение деформаций в объекте и измеренные значения деформаций сравнивают с рассчитанными по зависимостям, полученным в первом цикле, а оценку точности определения деформаций осуществляют по результатам сравнения. На чертеже изображена схема реализации предлагаемого способа.Изобретение осуществляют следующим образом,Обьект, например корпус паровой турбины, оснащается средством измерения деформаций, а также средствами измерения параметров нагружения, например тензодатчиками (точка 1), термопарами (точки 2 - 7) датчиками давления (точка 1). Средства измерений подключаются к соответствующей аппаратуре, позволяющей регистрировать параметры эксплуатационных нагрузок и деформаций в точках конструкции объекта во всем диапазоне их изменения, Производят нагружение объекта экстремальными эксплуатационными нагрузками первого цикла, В первый цикл включают один или более режимов нагружения обьекта, например для паровых турбин - режим пуска из холодного состояния, режим выхода на мощность, режим останова, В течение первого цикла регистрируют как деформации, так и параметры нагружения, причем число замеров определяют по следующему правилу: оно должно быть больше в 3 - 5 раэ, чем число параметров в наборе, но не таким большим, чтобы каждое последующее измерение отличалось от предыдущего на величину, меньшую цены деления измерительного прибора.Устанавливают соответствие между измеренными значениями деформаций и параметров нагружения, например. в форме уравнения регрессии. Определяются наиболее значимые факторы, Например, для продольной компоненты напряжений (сЪ) и окружной (%) из общей зависимости от всех факторов в результате определения соответствия в форме линейной регрессии оказались значимыми факторы:1758411 Составитель С,Тихон Техред М.Моргентал актор М.Петрова Корректор В.П 9 Тираж Подписное ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва. Ж, Раушская наб., 4/Б Заказ 2 ВНПроизводственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 давление пара в точке 1, разность температур по толщине Т - Т 2), разность температур в продольном направлении (Т 2 - ТЗ):5 сЪ = 2,05 р - 2,098 ЛТ 1 - 2 - 1,84 ЛТ 2 - з% = 3,25 р - 2,947 ЛТ 1 - 2 - 1,86 ЛТ 2 - з. Вычисляется среднеквадратическая 10 ошибка аппроксимации, показывающая точность определения напряжений по полученной зависимости и относящаяся к режимам первого цикла.Производят второй цикл нагружения, 15 состоящий иэ одного или более режимов нагружения, отличающихся от режимов первого цикла. В процессе нагружения регистрируют параметры установки и деформации как в первом цикле. Подсчитывают напря жения по зависимости, полученной после первого цикла, и сравнивают с полученными после второго цикла путем вычисления среднеквадратической ошибки аппроксимации относительно величин напряжений, полученных из измерений при других режимах эксплуатации. Эта величина служит оценкой точности определения напряжений и мерой достоверности построенных зави- си Формула изобретения Способ контроля напряженно-де 4 ормированного состояния объекта, заключающийся в том, что в процессе перво о цикл эксплуатационного нагружения обьекта, включающего экстремальные значения деиствующих нагрузок, измеряют нагрузки и распределение деформаций в обьекте и по результатам измерений устанавливают зависимости деформаций в заданных точках объекта от характерных независимых нагрузок, в процессе последующих циклов эксплуатационного нагружения объекта контролируют характерные нагрузки, по которым с учетом ранее полученных зависимостей определяют напряженно-деформированное состояние объекта в каждый момент его эксплуатации и оценивают точность определения деформаций, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в процессе второго цикла эксплуагационного нагружения объекта, режим которого отличен от первого цикла, контролируют распределение деформации в объекте и измеренные значения деформаций сравнивают с рассчитанными по зависимостям, полученным в первом цикле, а оцеНку точности определения деформаций осуществляют по результатам