Спосіб визначення міцності деталі сталевої конструкції

Реферат: Спосіб визначення міцності деталі сталевої конструкції включає виготовлення хоча б одного еталонного зразка, для дослідження деталі сталевої конструкції, із сталі, аналогічній сталі деталі сталевої конструкції, котру досліджують, вимірювання коерцитивної сили в ненапруженому еталонному зразку, у визначених точках, прикладання до еталонного зразка навантаження, вимірювання коерцитивної сили в напруженому еталонному зразку, у цих же самих визначених точках, і вимірювання коерцитивної сили, у визначених точках деталі сталевої конструкції, для котрої був виготовлений еталонний зразок, та визначення напруженодеформованого стану деталі сталевої конструкції, згідно з отриманими значеннями коерцитивної сили, у визначених точках еталонного зразка та у визначених точках деталі сталевої конструкції, шляхом розрахунків та побудовою графіків. Додатково вимірюють геометричні розміри еталона і коерцитивну силу у визначених точках, до його навантаження та після навантаження, і визначають зміни геометричних розмірів еталона у визначених точках. Після цього вимірюють геометричні розміри деталі, що сприймала чи сприймає навантаження, у визначених точках деталі, в котрих вимірюють коерцитивну силу, і порівнюють їх з геометричними розмірами деталі і коерцитивною силою до навантаження деталі, у визначених точках. Згідно з отриманими значень коерцитивної сили у визначених точках еталона, в котрих вимірюють коерцитивну силу, в навантаженому та не навантаженому стані еталона, та отриманих значень зміни геометричних розмірів еталона, а також згідно отриманих значень коерцитивної сили у визначених точках деталі, що сприймала чи сприймає навантаження, та отриманих значень зміни геометричних розмірів деталі, у цих самих визначених точках деталі, визначають значення міцності деталі, та порівнюють з встановленим порогом міцності для деталі. UA 91529 U (12) UA 91529 U UA 91529 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель може бути використана при контролюванні міцності деталей сталевих конструкцій, виготовлених із низьковуглецевих сталей. Сталеві конструкції використовують в будівництві будівель та споруд, а також в машинобудуванні, при виготовленні підйомних кранів різних конструкцій. Відомий спосіб "Деклараційний патент на винахід України № 40064, 6 G01L 1/00, опублікований 16.07.2001 р., бюл. № 6" визначення напружень у трубопроводах на підставі вимірювання коерцитивної сили, котрий включає вимірювання коерцитивної сили в сталі трубопроводу, виготовлення хоча б одного еталонного зразка, із сталі, аналогічній сталі трубопроводу, і подальше прикладання до еталонного зразка ступінчастих розтягуючих навантажень, вимірювання в кожному ступені навантаження коерцитивної сили в сталі зразка, в напруженому стані, скидання навантажень на еталонний зразок, і вимірювання коерцитивної сили в сталі зразка, в розвантаженому стані, введення поправкового коефіцієнта і визначення напружено - деформованого стану сталі трубопроводу шляхом розрахунків та побудовою графіків. Недоліком цього способу є те, що він не забезпечує високу ймовірність виявлення ділянок трубопроводу, що не відповідають встановленому порогові міцності для кожної конкретної ділянки трубопроводу, оскільки тут ніяк не контролюють і не вимірюють зміну геометричних розмірів ділянок трубопроводу, що виникли в результаті пластичної деформації ділянок трубопроводу. Найбільш близьким є спосіб "Патент на винахід РФ № 2281468, 6 G01L 1/12, 6 G01N 27/83, опублікований 10.08.2006 р." визначення механічних напруг в сталевих конструкціях, котрий включає виготовлення хоча б одного еталонного зразка, для дослідження деталі сталевої конструкції, із сталі, аналогічній сталі деталі сталевої конструкції, котру досліджують, вимірювання коерцитивної сили в ненапруженому еталонному зразку, у визначених точках, прикладання до еталонного зразка навантаження, вимірювання коерцитивної сили в напруженому еталонному зразку, у цих же самих визначених точках, і вимірювання коерцитивної сили, у визначених точках деталі сталевої конструкції, для котрої був виготовлений еталонний зразок, та визначення напружено-деформованого стану деталі сталевої конструкції, згідно з отриманими значеннями коерцитивної сили, у визначених точках еталонного зразка та у визначених точках деталі сталевої конструкції, шляхом розрахунків та побудовою графіків. Цьому способу властивий такий самий недолік. Спосіб не забезпечує високу ймовірність виявлення деталей сталевих конструкцій, що не відповідають встановленому порогові міцності для кожної конкретної деталі, оскільки тут ніяк не контролюють і не вимірюють зміну геометричних розмірів деталі сталевої конструкції, що виникли в результаті пластичної деформації. В основу корисної моделі поставлено задачу, шляхом вдосконалення способу визначення міцності деталі сталевої конструкції, далі - "деталі", збільшити ймовірність виявлення деталей, які не відповідають встановленому порогові міцності для кожної конкретної деталі. Поставлена задача вирішується тим, що у способі визначення міцності деталі, котрий включає виготовлення еталонного зразка далі -"еталона", із сталі, аналогічній сталі деталі, вимірювання коерцитивної сили в ненапруженому еталоні, у визначених точках, прикладання до еталона навантаження, вимірювання коерцитивної сили в напруженому еталоні, у цих же самих точках, і вимірювання коерцитивної сили, у визначених точках деталі, для котрої був виготовлений еталон, та визначення напружено-деформованого стану деталі, згідно з отриманими значеннями коерцитивної сили, у визначених точках еталона та у визначених точках деталі, шляхом розрахунків та побудовою графіків, згідно з корисною моделлю додатково вимірюють геометричні розміри еталона і коерцитивну силу у визначених точках, до його навантаження та після навантаження, і визначають зміни геометричних розмірів еталона у визначених точках, після чого вимірюють геометричні розміри деталі, що сприймала чи сприймає навантаження, у визначених точках деталі, в котрих вимірюють коерцитивну силу, і порівнюють їх з геометричними розмірами деталі і коерцитивною силою до навантаження деталі, у визначених точках і згідно з отриманими значеннями коерцитивної сили у визначених точках еталона, в котрих вимірюють коерцитивну силу, в навантаженому та ненавантаженому стані еталона, та отриманих значень зміни геометричних розмірів еталона, а також згідно з отриманими значеннями коерцитивної сили у визначених точках деталі, що сприймала чи сприймає навантаження, та отриманих значень зміни геометричних розмірів деталі, у цих самих визначених точках деталі, визначають значення міцності деталі та порівнюють з встановленим порогом міцності для деталі. 1 UA 91529 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Спосіб працює наступним чином - зміну геометричних розмірів деталі та зміну коерцитивної сили в деталі контролюють чи вимірюють у часі, в одних і тих же визначених точках. Спосіб здійснюють наступним чином. Спочатку виготовляють хоча б один еталон для дослідження деталі, котру досліджують. Еталонний зразок виготовляють із сталі, аналогічній сталі сталевої конструкції, котру досліджують. Після чого здійснюють вимірювання коерцитивної сили в ненапруженому еталоні, у визначених точках. Потім прикладають до еталона навантаження і здійснюють вимірювання коерцитивної сили у напруженому еталоні, у цих же самих визначених точках. Після цього здійснюють вимірювання коерцитивної сили, у визначених точках деталі, для котрої був виготовлений еталон. Згідно з отриманими значеннями коерцитивної сили, у визначених точках еталона, та у визначених точках деталі, визначають напружено-деформований стан деталі, шляхом розрахунків та побудовою графіків. Сталевими конструкціями можуть бути несучі частини мостових кранів, козлових кранів, стріли стрілових та баштових кранів, несучі сталеві перекриття будівельних споруд, сталеві опори будівельних споруд та ін. Вимірювання коерцитивної сили здійснюють, використовуючи відповідні прилади коерцитиметри. Крім цього, додатково вимірюють геометричні розміри еталона, у визначених точках, в котрих вимірюють коерцитивну силу, до його навантаження. Для вимірювання лінійних геометричних розмірів використовують штангенциркулі та мікрометри будь-яких конструкцій. Для вимірювання радіусів закруглення та радіусів згинання використовують радіусоміри будьяких конструкцій. Також вимірюють геометричні розміри еталона, у визначених точках, в котрих вимірюють коерцитивну силу, при навантаженні еталона, та після зняття навантаження з еталона. По виміряних геометричних розмірах еталона визначають зміни геометричних розмірів еталона у визначених точках, в котрих вимірюють коерцитивну силу, що виникли при навантаженні еталона. Після цього вимірюють геометричні розміри деталі, що сприймала чи сприймає навантаження, у визначених точках деталі, в котрих вимірюють коерцитивну силу, і порівнюють їх з геометричними розмірами деталі, що мали бути до навантаження деталі, у визначених точках деталі, в котрих вимірюють коерцитивну силу. Згідно з отриманими значеннями коерцитивної сили у визначених точках еталона, в навантаженому та ненавантаженому стані еталона, та отриманих значень зміни геометричних розмірів еталона, у цих самих визначених точках еталона, при навантаженні еталона, а також згідно з отриманими значеннями коерцитивної сили у визначених точках деталі, що сприймала чи сприймає навантаження, та отриманих значень зміни геометричних розмірів деталі, у цих самих визначених точках деталі, визначають значення міцності деталі, та порівнюють з встановленим порогом міцності для цієї деталі. Значення міцності деталі визначають за допомогою розрахунків. Точками еталона зразка та точками деталі можуть бути визначені ділянки поверхні еталона та визначені ділянки поверхні деталі. Впровадження способу, що заявляється, дозволяє збільшити ймовірність виявлення деталей, що не відповідають встановленому порогові міцності для кожної конкретної деталі сталевої конструкції. Вимірювання лиш коерцитивної сили у визначених точках деталі не дає достатньої інформації про міцність деталі. Ймовірність виявлення напружень в деталі за допомогою коерцитиметра, як правило, не перевищує 60 відсотків. До того ж пластичні деформації, що виникають в деталі, при її постійних навантаженнях, можуть зменшувати значення механічних напружень в деталі. Однак, внаслідок пластичних деформацій, що виникають у деталі, її міцність може зменшуватися. Наявність пластичних деформацій у деталі може призвести до виникнення тріщин і навіть до повного руйнування деталі, при механічних напруженнях, що не перевищують допустимих значень. Щоб додатково збільшити ймовірність виявлення деталей, що не відповідають встановленому порогові міцності, зміну геометричних розмірів деталі та зміну коерцитивної сили в деталі, контролюють чи вимірюють у часі, в одних і тих же визначених точках. Чим більше отримано значень коерцитивної сили, за встановлений проміжок часу, у одній і тій же визначеній точці деталі, та чим більше отримано значень геометричних розмірів, за встановлений проміжок часу, у одній і тій же визначеній точці, тим меншими будуть похибки вимірювальних приладів. Як наслідок, це збільшить ймовірність виявлення деталей, що не відповідають встановленому порогові міцності. 2 UA 91529 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Також, щоб додатково збільшити ймовірність виявлення деталей, що не відповідають встановленому порогові міцності, визначають розподіл значень коерцитивної сили в деталі, та розподіл зміни геометричних розмірів у деталі, використовуючи виміряні значення геометричних розмірів, у визначених точках деталі, та виміряні значення коерцитивної сили у визначених точках деталі. Це також зменшить похибки вимірювальних приладів, при вимірюванні значень геометричних розмірів та значень коерцитивної сили у визначених точках деталі, і як наслідок, додатково збільшити ймовірність виявлення деталей, що не відповідають встановленому порогові міцності. Таким чином спосіб визначення міцності деталі сталевої конструкції дозволяє збільшити ймовірність виявлення деталей сталевих конструкцій, що не відповідають встановленому порогові міцності для кожної конкретної деталі, не потребуючи при цьому дорогого та складного обладнання. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Спосіб визначення міцності деталі сталевої конструкції, котрий включає виготовлення хоча б одного еталонного зразка, для дослідження деталі сталевої конструкції, із сталі, аналогічній сталі деталі сталевої конструкції, котру досліджують, вимірювання коерцитивної сили в ненапруженому еталонному зразку, у визначених точках, прикладання до еталонного зразка навантаження, вимірювання коерцитивної сили в напруженому еталонному зразку, у цих же самих визначених точках, і вимірювання коерцитивної сили, у визначених точках деталі сталевої конструкції, для котрої був виготовлений еталонний зразок, та визначення напруженодеформованого стану деталі сталевої конструкції, згідно з отриманими значеннями коерцитивної сили, у визначених точках еталонного зразка, та у визначених точках деталі сталевої конструкції, шляхом розрахунків та побудовою графіків, який відрізняється тим, що додатково вимірюють геометричні розміри еталонного зразка, у визначених точках, в котрих вимірюють коерцитивну силу, до його навантаження, після чого прикладають до еталонного зразка навантаження і вимірюють геометричні розміри еталонного зразка, у визначених точках, в котрих вимірюють коерцитивну силу, при навантаженні еталонного зразка та після зняття навантаження з еталонного зразка, і визначають зміни геометричних розмірів еталонного зразка у визначених точках, в котрих вимірюють коерцитивну силу, що виникла при навантаженні еталонного зразка, після чого вимірюють геометричні розміри деталі сталевої конструкції, що сприймала чи сприймає навантаження, у визначених точках деталі сталевої конструкції, в котрих вимірюють коерцитивну силу, і порівнюють їх з геометричними розмірами деталі сталевої конструкції, що мали бути до навантаження деталі сталевої конструкції, у визначених точках деталі сталевої конструкції, в котрих вимірюють коерцитивну силу, і згідно з отриманими значеннями коерцитивної сили у визначених точках еталонного зразка, в котрих вимірюють коерцитивну силу, в навантаженому та ненавантаженому стані еталонного зразка, та отриманих значень зміни геометричних розмірів еталонного зразка, у цих самих визначених точках еталонного зразка, при навантаженні еталонного зразка, а також згідно з отриманими значеннями коерцитивної сили у визначених точках деталі сталевої конструкції, що сприймала чи сприймає навантаження, та отриманих значень зміни геометричних розмірів деталі сталевої конструкції, у цих самих визначених точках деталі сталевої конструкції, визначають значення міцності деталі сталевої конструкції, та порівнюють з встановленим порогом міцності для деталі сталевої конструкції. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що зміну геометричних розмірів деталі сталевої конструкції та зміну коерцитивної сили в деталі сталевої конструкції контролюють чи вимірюють у часі, в одних і тих же визначених точках. 50 Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3