[Djur]

Уважаемые знатоки своего дела. Прошу вашей помощи в таком вопросе:
в скором времени предстоит подготовка и проведение натурного эксперимента. Первый Объект исследования – подшкивная конструкция укосного копра и узел опирания шкива (см. рис.1,2)
Из-за сложности доступа к конструкциям на высоте затрудняется наклеивание датчиков СИИТа, а также прокладка эл. кабеля (высота примерно 40м). Подскажите пожалуйста альтернативу СИИТу в измерении деформаций/напряжений конструкций.
Необходимо измерить напряжения в стенке узла опирания шкива (рис.2), нижнем и верхнем поясах подшкивных балок.
Второй Объект - металлическая дымовая труба. По сути вопросы те же - определение деформаций/напряжений в интересующих зонах.
Данные исследования будут выполняться в научных целях, в рамках аспирантуры. Рассматривается так же вопрос покупки необходимого оборудования.

Может кому-нибудь попадалась информация по данному вопросу или кто-то уже занимался подобными задачами Буду очень признателен за вашу помощь.

С Уважением и Благодарностью

[pol1982]

Посмотри систему ММТС

На счет напряжений не знаю, а вот деформации можно замерять геодезическими приборами.

[Tyhig]

Я с обследованиями не связан, мне просто было интересно...

Система (рис. 30) предназначена для измерения выходных сигналов тензорезисторов с представлением результатов в цифровом виде. Система осуществляет последовательный опрос заданного количества измерительных каналов; предварительную аналоговую обработку (модуляцию, усиление и синхронную демодуляцию) измеряемых сигналов и преобразует их в цифровую форму методом двухтактного интегрирования с последующим выводом результатов измерения и номеров измерительных каналов на цифровое табло и цифропечатающее устройство Щ68000К или с помощью интерфейса И-1 осуществляется прямой ввод в ЭВМ типа "Электроника-бОМ". Возможно получение аналогового сигнала с амплитудой ±10 В по любому измерительному каналу. Применяется при испытаниях конструкций на прочность. Система устанавливается в помещении лабораторного типа с температурой окружающего воздуха 10...35°С и относительной влажностью 80%

.

Тензорези́стор (от лат. tensus — напряжённый и лат. resisto — сопротивляюсь) — резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от его деформации.

Для измерения вертикальных перемещений характерных узлов ферм использовались механические прогибомеры на базе индикаторов часового типа с ц.д. 0,01 мм. Общее число прогибомеров 18 шт., они были установлены в характерных узлах конструкции. Показания прогибомеров дублировались электронными датчиками Gefran PC-M-200 с базой
300 мм (рис.4). Горизонтальные перемещения из плоскости ферм измерялись механическими прогибомерами Аистова с ц.д. 0,01 мм и дублировались электронными датчиками ДПЛ-20, а также индукционными датчиками перемещения. Датчики ДПЛ-20 (рис.5) имеют рабочий диапазон 20 мм, индукционные датчики использовались двух видов: с рабочим
диапазоном 5 и 7,5 мм (рис.6).

Параллельно измерениям в ходе испытаний проводилась тахеометрическая съемка контролируемых узлов конструкции электронным тахеометром Trimble M3 (рис.10). Прогибы и отклонения, полученные при тахеометрической съемке, переносились в графический редактор и обрабатывались (рис.11); а затем сравнивались со значениями, получен- ными от электронных датчиков и механических прогибомеров.

http://pamag.ru/src/pressa/111.pdf

Насколько я понимаю напряжения внутри стальной конструкции никак не измерить.
Их можно только вычислить из деформаций считая, что конструкция работает упруго или наоборот упруго-пластично именно по такому-то графику.
Соответственно напряжения в стенке балки под шкивом можно получить только измерив деформацию нескольких точек, сделав в SCAD подробно узел и смоделировав в нём нагрузку, чтобы получить измеренные деформации.

Деформации можно измерить сравнением нагруженного и ненагруженного (под своим весом) состояния.
Поскольку балка "висит в воздухе между двух опор", то я не представляю как ещё можно измерить её деформации, кроме как нивелиром.
Ведь любой датчик должен за что-то быть подвешен или опираться. А тут не на что.
Могу быть не прав.

[nikx]

Сообщение от Tyhig Насколько я понимаю напряжения внутри стальной конструкции никак не измерить.

Можно
Если точнее сказать о тензометрии, то лучше провести аналогию с струной. Если знаем марку стали струны, то будем знать, при каких растягивающих напряжениях как она звучит. Ну я конечно не совсем корректно аналогию привел но в общем смысл понятен. так троса например можно испытывать (хотя вроде как вантовые системы мостов так и испытывают. Если память мне ни с кем не изменяет ).

А вообще сейчас есть и ультразвуковые и магнитные приборы (разработанные как выяснилось еще в 60-е годы в СССР) которые способны определять напряжения в стальных конструкциях. В основном нефте-газовая отрасль использует. стоят они не мало, потому простым смертным и не доступны. да и создавались они в основном для трубопроводов.
Лепят датчики на металлоконструкцию и делают замеры. после чего составляет полностью развертку металлоконструкции (как писал выше - в основном это трубы) и на ней - цветовая схема напряжений. Если есть дефекты в виде микротрещин, дыр или других концентраторов напряжений - то они конечно сразу там видны
вещь прекрасная. Как-то такой магнитный аппарат думали приобрести (название не помню ) но он 5 лет назад стоил 40 тыш евриков... так и не купили.

[rybin74]

Никакой альтернативы тензометрии нет....кроме СИИТ-3, есть еще система Терем-4, смысл один и тот же, просто Терем компактнее, хотя там свои проблемы с коммутационными коробками, если не путаю, там ограничена максимальная длина провода от коммутационной коробки до самого датчика, поэтому коробку придется так же крепить на конструкцию, а это проблема...опять же зачищать, обезжиривать, клеить датчики на такой высоте не очень удобно...но все остальные методы не представляют необходимой точности именно в плане измерения напряжений...вам ведь наверно нужно определить не только нормальные напряжения, а эквивалентные??? Ну т.е. датчики надо клеить в одном месте, 2 перпендикулярно 1 под углом 45 градусов к ним, далее по формуле вычислять эквивалентные напряжения...работа больно муторная, да еще и на улице.....удачи вам...ждем отчета по работе...

[Djur]

Благодарю всех откликнувшихся!

Сообщение от pol1982 Посмотри систему ММТС

посмотрю внимательно)

Сообщение от ЛИС На счет напряжений не знаю, а вот деформации можно замерять геодезическими приборами.

Благодарю за шутку - и в правду, зачем там всякие тензодатчики и всякая аппаратура типа СИИТ

Сообщение от nikx А вообще сейчас есть и ультразвуковые и магнитные приборы (разработанные как выяснилось еще в 60-е годы в СССР) которые способны определять напряжения в стальных конструкциях. В основном нефте-газовая отрасль использует. стоят они не мало, потому простым смертным и не доступны. да и создавались они в основном для трубопроводов.

Благодарю, попробовал поискать и кое что нашёл.

Сообщение от rybin74 опять же зачищать, обезжиривать, клеить датчики на такой высоте не очень удобно

в связи с этим то и возник сам вопрос. Плюс ко всему тензодатчики очень чувствительны к перепаду температур.

Сообщение от rybin74 Ну т.е. датчики надо клеить в одном месте, 2 перпендикулярно 1 под углом 45 градусов к ним

Всё так, только есть датчики типа "розетки", один датчик снимает деформации сразу в 3х направлениях. Но это не сильно облегчает ситуацию.

Ещё удалось найти такой интересный метод - "ВНЕСТЕНДОВАЯ СПЕКЛ-ГОЛОГРАФИЯ". Этим методом, как пишет сам автор, он производит промышленные испытания натурных авиаконструкций. С автором статьи пока не удалось связаться, наверное отдыхает. Статью выкладываю в шапке. Может еще будет кому интересно )))
Так же в шапке буду выкладывать найденный по теме материал, всё же немного легче будет таким как я

Сообщение от rybin74 .....удачи вам...ждем отчета по работе...

Благодарю! если действительно интересно, то выложу отчёты, только вот не скоро это будет)

[Chardash]

Можно еще почитать книги Экспериментальная механика. В 2-х книгах. Под редакцией А.Кобаяси и Клокова Н.П., Лукашник В.Ф., Воробьева Л.М., Волчек А.Б. "Тензодатчики для экспериментальных исследований". Литература, особенно вторая, не самая современная. Не нашел книг об испытаниях и испытательном оборудовании, позже 80 г. Просьба поделиться, если у кого то есть информация о современном испытательном оборудовании.
В основном, судя по ссылкам в инете, в России идет апгрейд старой техники, типа как на ссылке. или тут
И судя по зарубежным испытательным машинам, там эта тема более развита, чем у нас.

По теме. Можете еще здесь поспрашивать, в общем то идут навстречу, тоже звонил им с вопросами.

[Посетитель]

Сообщение от rybin74 Никакой альтернативы тензометрии нет....кроме СИИТ-3, есть еще система Терем-4, смысл один и тот же, просто Терем компактнее, хотя там свои проблемы с коммутационными коробками, если не путаю, там ограничена максимальная длина провода от коммутационной коробки до самого датчика, поэтому коробку придется так же крепить на конструкцию, а это проблема...опять же зачищать, обезжиривать, клеить датчики на такой высоте не очень удобно...но все остальные методы не представляют необходимой точности именно в плане измерения напряжений...вам ведь наверно нужно определить не только нормальные напряжения, а эквивалентные??? Ну т.е. датчики надо клеить в одном месте, 2 перпендикулярно 1 под углом 45 градусов к ним, далее по формуле вычислять эквивалентные напряжения...работа больно муторная, да еще и на улице.....удачи вам...ждем отчета по работе...

+1
Поиграть еще можно самой тезостанцией. Приходилось работать с японской. Она поинтереснее СИИТа тем, что легче, компактнее, но нужен комп (ноут). Сама по себе тензостанция небольшая - похожа на модем, который usb коннектится к ноуту и к косе подключенных тензодатчиков. В комплекте идет прога для анализа показаний, в которой строятся графики напряжений в реальном времени и пишутся численные значения. Такая мониторинговая станция получается. Видов этих тензостанций несколько, заваист от количества датчиков. у меня была небольшая - на 10 датчиков.

[ETCartman]

не совсем понятно зачем там определять напряжения и что это даст. есть полно программ причем бесплатных типа calculix которые очень точно считают напряжения как в линейной так и в нелинейной постановке. если конечно точно задать схему и нагрузки. сейчас тензодатчики и используются по большей части как весы - для определения той же нагрузки (только клеят их в тех местах где такой метод дает наименьшую погрешность, а это далеко не узлы).и кстати - да, прогибы для этой цели тоже канают
пока не понятна цель измерений - сложно советовать что то взамен.

Сообщение от Djur Благодарю за шутку - и в правду, зачем там всякие тензодатчики и всякая аппаратура типа СИИТ

Это не шутка.
Четко же написано - речь об измерении деформаций. Геодезические приборы для этого вполне годны. Тот же тахеометр, работающий без отражателей вполне сгодится.

[Посетитель]

Сообщение от ETCartman совсем понятно зачем там определять напряжения и что это даст. есть полно программ причем бесплатных типа calculix которые очень точно считают напряжения как в линейной так и в нелинейной постановке

Они считают какаю-то расчетную схему, а это реальная конструкция.

[rybin74]

Перечитал снова задачу, цель пока мне точно не понятна:

Сообщение от Djur напряжения в стенке узла опирания шкива (рис.2), нижнем и верхнем поясах подшкивных балок

каким же вы образом определите напряжения??? Как я понимаю - конструкция существующая, следовательно уже давно несет КАКУЮ-ТО постоянную и часть временной нагрузки, вы же приклеивая датчики, должны будете приклеить один компенсационный датчик на каждую группу активных, т.е. такой который наклеивается в зоне не подверженной нагружению, или вообще на отдельную пластину из такого же материала, после этого у вас получается система, как бы в ИЗНАЧАЛЬНОМ положении, т.е. те постоянные и часть временных нагрузок, просто в измерениях не будут учитываться, ибо деформации (напряжения) от них уже скомпенсированы и установить их у вас никак не получиться, вы поймаете в результате только ту часть напряжений, которая возникает лишь от той части нагрузки, которую вы можете проконтролировать...если она много больше постоянной, т.е. составляет 90% от суммарной, тогда этим можно и пренебречь, ито с небольшой поправкой....пока не понятна конечная цель ваших измерений, сложно вообще составить вменяемую программу испытаний...у вас есть программа??? скиньте её если не секрет, можно будет посмотреть...

[nikx]

Хотел сразу сказать название прибора, но не мог вспомнить! Сканер механических напряжений "StressVision®" (АПК "Комплекс-2.05")
Давно хотели купить себе такой приборчик, но отказались из-за его высокой стоимости.
Вот их сайт http://stressvision.ru/
Когда с ними переписывались они предлагали прибор в двух вариантах - первый дешевле, но просто показывает карту напряжений. Второй - дороже, но на карте проставляет значения напряжений (причем специально калибруется на отдельные марки стали! Каждая калибровка стоит денежек!).
Ну на картинках там все видно.
Насколько знаю у нефтяников и газовиков такие приборы есть. Попробуйте поспрашать, может найдете людей, которые ими пользовались.

[Tyhig]

nikx, а сколько хотя бы примерно они стоили в русских рублях ?

[Limit]

Сообщение от nikx А вообще сейчас есть и ультразвуковые и магнитные приборы (разработанные как выяснилось еще в 60-е годы в СССР)

Если имелся ввиду метод магнитной памяти металла, то он позволяет качественно оценить уровень напряжений, а не количественно, к тому же нужен приличный опыт работы в этой области, имеющей массу тонкостей, впрочем как и с любым другим методом.

Сообщение от ЛИС Это не шутка. Четко же написано - речь об измерении деформаций. Геодезические приборы для этого вполне годны. Тот же тахеометр, работающий без отражателей вполне сгодится.

Деформации вы не измерите с помощью геодезических приборов типа тахеометр. Измерить возможно перемещения контролируемых точек конструкции в процессе нагружения.
Как-то попадалась диссертация по козловому крану, посмотрю может там что-то есть на тему эксперимента. А вообще такими масштабными экспериментами занимались в ЦНИИПСК им. Мельникова когда еще существовал отдел ОЭИ и была Раменская экспериментальная... Есть хороший метод фотограмметрии, этим методом пользовались в пск начиная от испытаний тонкостенных профилей до испытаний ледостойких платформ и мостов. Но опять же нужно специальное оборудование и специалисты...
для примера http://www.tesis.com.ru/equip/vstars/
rybin74 прав тут нужна нормальная программа испытаний...

[nikx]

Сообщение от Tyhig nikx, а сколько хотя бы примерно они стоили в русских рублях ?

В русских рублях не помню. Но в европейских тубриках стоил этот приборчик по ценам 2006 года вроде более 40 000 (с полным комплектом вроде даже 60000 евро). Да к тому же его надо было ставить в Казахстане в реестр средств измерения (а там около трети стоимости прибора вроде отвалить надо ). И это еще без обучения было...

Сообщение от Limit Если имелся ввиду метод магнитной памяти металла

Как раз не по этому методу. Я тогда вспоминал про прибор, который вспомнил только на посте №14

Offtop:

Сообщение от Limit Деформации вы не измерите с помощью геодезических приборов типа тахеометр. Измерить возможно перемещения контролируемых точек конструкции в процессе нагружения.

Что есть перемещения и деформации в вашем понимании?

[rybin74]

Сообщение от ЛИС Что есть перемещения и деформации в вашем понимании?

Насколько я понимаю Limit, пытается вам объяснить, что погрешность тахеометра в безотражательном режиме составляет не менее 1 мм, у разных моделей по разному, далее если вы начнете определять суммарную погрешность таких измерений с учетом средней квадратической и т.д., то получите что условная цена деления (это мой термин) выходит ну никак не меньше 5 мм, опять же тут всё индивидуально, получается что при помощи геодезических приборов можно измерять деформации не менее 5 мм, для получения приемлемой точности, лучше больше, а теперь представьте какие величины деформаций ловят тензодатчики, что-то в пределах 0,0001 мм, могу ошибиться но не сильно, вот и получается что ваш способ грубее минимум в 50000 раз, вот только и всего....да и цель мероприятия была как раз определить напряжения, так что тут только тензометрия без вариантов...

[Limit]

to rybin74
Дело в самих понятиях деформации и перемещения.

Сообщение от ЛИС Что есть перемещения и деформации в вашем понимании?

Пара страниц из учебника "Сопротивление материалов" А.В. Дарков, Г.С. Шпиро (1975)