Способ неразрушающего контроля напряженного состояния пролетных строений и опор мостов

657333 Саез Севетскки Се 1 квлксткческк к Реслублмк(6 Ц М. Кл,6 01 Н 29/00 Государетвеииый комитет СССР ио дмам изовретеиий и открмтий(73) Авторы изобретения Ю.И. Болотин и Б.В. Томилов Хабаровский филиал Всесоюзного научноисследовательского института фиэикотехнических и радиотехнических измерений(54) СПОСОБ НЕРАЗРУШМй(ЕГО КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ И ОПОР ХОСТОВ до=п -п = Изобретение относится к областинераэрушающего контроля качества материалов и изделий акустическими методами и предназначено для контроляопор мостов и пролетных строений иэметаллов и неметаллов.Известен способ неразрушающегоконтроля конструкций, заключающийсяв том, что конструкцию периодическинагружают, а затем определяют и оце- фнивают акустическую эмиссию (11.Недостаток этого способа - сложность в эксплуатации,Известен другой способ неразрушающего контроля напряженного состояния 15пролетных строений и опор мостов,включающий нагружение испытываемойконструкции и регистрацию акустической эмиссии 2.Этот способ ближе к предложенному фОизобретению, Способ заключается втом, что испытываемую конструкциюнагружают, подсоединяют датчик устройства для контроля, а затем определяют и оценивают акустическую эмис-Жсию.Однако применительно к пролетнымстроениям и опорам мостов этот способ обладает существенными недостатками, основным из которых является 80 сложность и громоздкость нагружающих устройств, сложность созданиязаданного воспроизводимого режиманагружения,Цель изобретения - упрощение кон"троля,Это достигается тем, что в способе неразрушающего контроля напряженного состояния пролетных строений и опор мостов, включающем нагружение испытываемой конструкции ирегистрацию акустической эмиссии,нагружение осуществляют с помощьютранспортного средства, масса которого соответствует массе эксплуатационного средства, движущегося на отрезки пути пролетного строения,а регистрацию акустической эмиссииосуществляют с периодичностью, определяемой иэ уравнения: ГДЕ К и С - постоянные для контроли-руемого материала величины, Йр и Йсоответственно интенсивность акустйческой эмиссии при критическом росте усталостной трещины и в моментобразования трещины,д и - число цмк657333 лов между моментами контроля, и Р ни - значения числ, циклов в нагруОжение в момент Бк и Йо, причем окачестве пролетного строения судятпо увеличению интенсивности акустической эмиссии в зоне и Меньше и,по сравнению с его значением до обраэования трещины в зоне и меньше иНа фиг. 1 показана схема нагружения строения; на фнг. 2 - блок-схема устройства, производящего приеми необходимую обработку сигналов 10акустической эмиссии,Контролируемая конструкция представляет собой пролетное строение сопорами 1, например, мост, по которому пролегает шоссейная дорога 15с полотном 2. По полотну 2 дорогидвижется транспортное средство 3,например, автомобиль, с массой щ искоростью Ч.Для обеспечения контроля мостана полотне 2 дороги выделяется ификсируется отрезок пути.аЬ, а наопорах 1 устанавливаются электроакустические преобразователи 4.устройство, производящее необходимые преобразования и обработкусигналов акустической эмиссии, принятых электроакустическими преобразователяин 4, содержит последовательно или параллельно соединенные, закрепленные на опоре 1 пьезонластины З 05 из керамики и предусилитель 6, совмещенные в экранирующем защитном корпусе 7, основной усилитель 8, к пер"вому выходу которого подключены:нормализатор 9 импульсов, формирующий 35сигнал прямоугольной формы с амплитудой, пропорциональной максимальномузначению огибающей сигналов акустической эмиссии, амплитудный анализатор 10,цифропечатающее устройство 11 40а ко второму выходу блок фильтров 12,широкополосный усилитель 13 и ленточ,ный самописец 14,При контроле моста, работа производится следующим образом: по пологну 2 дороги через мост с опорами 1движется транспортное средство 3, например, автомобиль,За счет его движения по мосту назаданном участке полотна 2 с установленной скоростью Ч (постоянной илипеременнрй) создается неэбходимоенагружение Г строения, зависящее. также от массы автомобиля, Очевидно,что параметры нагружения моста при 55известных: геометрии строения, массе,скорости и пути движения автомобиля, легко определяются элементарнымиметодами.В результате нагружения в элементах конструкции моста, в частности,в опорах 1 возникают сигналы акустической эмиссии, которые воспринимаются жестко скрепленными с опорами 1электроакустическими преобразователями 4,65 4Сигнал с пьезопластин 5 усиливается предусилителем б, Пьезопластины н предусилитель как правило совмещены в корпусе 7, служащим для экранизирования сигналов от внешних помех, надежного крепления датчика и защиты от механических повреждений. Сиг. - налы акустической эмиссии с предусилителя бпоступают на вход основного усилителя 8, который позволяет получить сигнал, достаточный для проведения амплитудного анализа. Этот сигнал поступает на вход нормали- затора 9 импульсов, формирующего сигналы прямоугольной формы с амплитудой, пропорциональной максимальному значению огибающей сигналов акустической эмиссии. Результаты амплитудного распределения сигналов, формируемого амплитудным анализатором 10, регистрируются цифропечатающим устройством 11. Одновременно, с выхода усилителя 8 сигналы акустической эмиссии поступают на вход блока фильтров 12, предназначенного для выделения импульсов в нужном частотном диапазоне. С выхода блока фильтров 12 сигналы поступают на вход широкополосного усилителя 13 и регистрируются на ленточном самописце 14. Одновременно на самописце 14 могут регистрироваться и,цругие механические параметры - прогиб испытуемой конструкции, нагрузка.В результате этого периодически регистрируют параметры сигналов и определяют изменение, этих параметров акустической эмиссии по отношению к предыдущему циклу контроля, который задают, исходя из степени эксплуатации контролируемого объекта (интенсивно эксплуатируемый - чаще, например, 1 раз в неделю, а мало эксплуатируемый - реже, например; 1 раз в 2 мес., при этом периодичность регистрации сигналов акустической эмиссии определяют из уравнения:ЦьпОкР по сгде К и С - постоянные для контролируемого материала величины;йкР и Ио - соответственно интенсивность акустической эмиссии при критическом росте усталостной трещины и в момент образования трещины, дп - число циклов между моментами контроля, и и п - значения числа циклов в нагружение в момент Й и Й ,а о качестве пролетного строения судят по увеличению интенсивности акустической эмиссии в зоне и меньше и по сравнению с его значением до образования трещины в зоне п меньше и,Это дает воэможность определить годность мостов с неизвестными прочностными характеристиками для дальнейшей эксплуатации.Аналогично производится контроль железнодорожных мостов и других кон-.