Способ определения остаточного ресурса узлов конструкций

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 191 И 1) 01 И 3/ Й КОМИТЕТИ ОТНРЫТИЯМ ОСУДАРСТВЕИН О ИЗОБРЕТЕНИ РИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ Му СВИДЕТЕЛЬСТВУ ДВГ коли ленных на образцах чество накопленных в них повреждеФ1 и.яа(ис)о У 2титут инженероанспорта.М.Тарасов с,ормуле К где К- функция накопления поврдений; Ц- максимальная амплида электрического сигнала за полпериода; со - циклическая частота; свремя, и строят зависимости, где Н -число циклов нагружения. Аналогичнымобразом определяют накопленные повреждения для эксплуатационного числациклов нагружения узла конструкции.Выбирают эквивалентный образец, длякоторого накопленные повреждения приближаются к накопленным в узле, аостаточный ресурс узла определяют поформуле Б = И - И, где Бчисло циклов до разрушения узла конструкции или его остаточный ресурс;М - число циклов до разрушения эквивалентного образца; И - наработанное число циклов узла конструкции. еж- ту.8)детельство СССР 1 И 3/32, 1984. ТАТОЧНОГ ДЕЛЕНИЯ НСТРУКЦ испытател ния - сниотноситсяь изобретети и повьпп е произции испы лик ксплуатационным струк из м жения узла артию обра струкции н зрушения п гружают . и различсе нагруоц яжении дныхтчико пли устано ензо жении образцов; мость накоплени ла циклов нагруж нусоидальная ап ких нагружений испытаниях узла атационных испы ции; на фиг 4- соба,схема реализации спо аз о(21) 4429086/25-2Я 2) 23.05.88 (46) 15.01,90, Бюл (71) Московский ин железнодорожного (72) С.Н.Киселев, и В,В,Круглов (53) 620.178.4(088 (56) Авторское сви У 1128146, кл. С 0 54) СПОСОБ ОПР(57) Изобретениеной технике. Целжение трудоемководительности путаний образцовлом циклов нагрции, Для этоготериала узла коциклически до рных, но постоянжения уровнях амПо сигналам с т Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам определения накопления повреждений в узлах конструкций и их остаточного ресурса при циклическом нагружении.Цель изобретения - снижение трудо емкости и повьппение проиэводительнос ти путем ликвидации испытаний образ цов эксплуатационным числом циклов нагружения узла конструкции.На фиг.1 изображена синусоидальная аппроксимация циклических нагруна фиг.2 - зависиповреждений от чисения; на фиг.3 - сироксимация цикличесри эксплуатационных нагружений при эксплуаниях узла конструкособ осуществляют следую(2) Из материала конструкции изготав ливают партию образцов, На образцы устанавливают тензодатчики. Образцы Партии испытывают циклическими нагруз 5 ками при.различных, но постоянных в процессе нагружения уровнях амплитудных напряжениях Йс;6 . По сигналам с тензодатчиков в процессе нагружения, полученным для аждого цикла, определяют значения , ункций накопления повреждений К ,=С ; - максимальная амплитуда элект- Орического сигнала за полупериода;ьд - амплитудное значение действующего на образец напряжения,МПа; 15С - коэффициент пропорциональности;циклическая частота, Гц;с - время колебаний, с,",К - критическое накопление повДРреждений, при котором происходит разрушение образца.Каждый образец испытывают до разрушения, строят зависимости К, =Г(И;)(фиг,2) и определяют общее число циклов М р их нагружения от начала испыта 35ний до разрушения,устанавливают тензодатчики на рассматриваемый узел конструкции и нагружают его эксплуатационной циклическойнагрузкой (фиг,З), Для наработанногочисла Ы циклов испытания узла определяют количество накопленного в немповреждения К по формуле (1).Полученное значение К сравниваютсо всеми аналогичными его значениями,полученными для такого же значениянаработанных чисел И циклов испытанных образцов. Из партии испытанныхвыбирают тот образец, для которого попоказатель К; накопленных поврежденийимеет самое близкое значение к томузначению К, которое получено для испытанного узла конструкции, а остаточный ресурс узла конструкции определяют,15по формуле где И - число циклов до разрушенияостузла конструкции с учетомнакопленных поврежденийкак его остаточный ресурс;И - число циклов до разрушенияРэквивалентного по накопленным повреждениям образца, выбранного из предварительно испытанной партии;И - наработанное число цикловузла конструкции.П р и м е р. На фиг.4 представленодин из вариантов реализации способаопределения накопления усталостныхповреждений и остаточного ресурсаработы узла конструкции. На схемеприняты обозначения;1 - тензодатчик,2 - усилитель сигнала; 3,7 - аналогоцифровые преобразователи, 4,6 - нульорганы, 5 - тактовый генератор, 8счетчик циклов, 9 - классификатор,определяющий величину накопления повреждений,Сигнал с тензометрического датчика 1, наклеенного на образец или узел конструкции, поступает на входы аналого-цифровых преобразователей 1, 2 и нуль-органов НО 4, Н 05. При переходе усиленного сигнала через нуль срабатывает НО 4, который запускает АЦП 1 и счетчик 8 циклов, который фиксирует наличие полуцикла нагружения, АЦП 1 преобразовывает полупериод нагружения в код и записывает этот код в память классификатора 9, который определяет амплитудное значение нагружения кода) и запоминает его.На следующем полуцикле при переходе напряжения через ноль срабатывает НО б, запускается АЦП 2 и счетчик 8 циклов, который фиксирует наступление второго полуцикла. Прибор АЦП 2 преобразовывает второй нолупериод напряжения нагружения в код, который запоминается классификатором 9,Два полуцикла. за период изменения нагрузки в виде электрического сигнала в классификаторе,9 запоминаются как характеристика величины ннкопле" ния повреждений, Процесс продолжается до разрушения образца. Аналогичный процесс идет, когда тензодатчик установлен на узле конструкции, Он продолжается до наработки эксплуатационного числа Н циклов, а остаточный ресурс определяют по формуле (2).59 Цмакс мам 5 15362Формула изобретения Способ определения остаточного ресурса узлов конструкций, заключающийся в том, что из материала конструк 5 ции изготавливают образцы, на конструкцию и партию образцов устанавливают датчики, конструкцию подвергают циклическому эксплуатационному нагружению, а образцы - нагружению при различных уровнях амплитудных напряжений, путем сравнения показаний датчиков определяют образец, эквивалентный конструкции по уровню накоплен ных повреждений в узле при эксплуатационном числе циклов нагружения, а остаточный ресурс определяют по разности между числом циклов нагруженияэквивалентного образца до разрушенияи числом циклов наработки узла конструкции, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью снижения трудоемкостии повышения производительности путемликвидации испытаний образцов эксплуатационным числом циклов нагруженияузла конструкции, нагружение образцовосуществляют перед нагружением конструкции, доводят их до разрушения идля каждого цикла нагружения образцови конструкции фиксируют сигналы дат"чиков, а эквивалентный образец определяют по величине накопленного сигнала до эксплуатационного числа циклов нагружения узла конструкции.3 ВНЙИПИ роиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород ул. Гагарина, 101 103 Тираж 492Государственного комитета по113035, Москва, ЖПодписноеобретениям и открытиям при ГКНТ СССРРаушская наб., д. 4/5