Вдосконалення акустичного методу діагностики напружено-деформованого стану фасонних профілів металевих конструкцій

Jazyk: ukrajinština
Rok vydání: 2017
Předmět:
Popis: Дисертація присвячена вдосконаленню акустичного методу діагностики напружено-деформованого стану фасонних профілів металевих конструкцій шляхом використання дзеркально-тіньового методу прозвучування ділянок фасонних профілів з розташуванням перетворювачів вздовж осі. В роботі розроблено методику визначення акустопружніх коефіцієнтів зв’язку для матеріалу фасонних профілів на основі різницевого методу, з використанням ділянок полиці та нейтральної лінії, що відповідають напруженому та ненапруженому стану металу відповідно. В роботі запропоновано схему побудови системи діагностики напружено-деформованого стану фасонних профілів металевих конструкцій, проведено аналіз та обґрунтування вибору технічних засобів для її реалізації. Розроблено програмне забезпечення для обробки та аналізу результатів діагностики напружено-деформованого стану фасонних профілів металевих конструкцій. Проведено аналіз впливу складових сумарної похибки на результат діагностики дійсних механічних напружень і обґрунтовано шляхи її зменшення за рахунок розробки блоку п'єзоелектричних перетворювачів та коригування виміряних значень часу в залежності від температури навколишнього середовища. Проведено аналіз часових інтервалів проходження ультразвукової хвилі на нейтральній лінії фасонних профілів. Встановлені акустопружні коефіцієнти зв’язку для фасонних профілів металевих конструкцій для напружень розтягування та стиснення. Доведено можливість використання вдосконаленого акустичного методу для діагностики фасонних профілів металевих конструкцій в промислових умовах. Запропоновано комплексну методику діагностики напружено-деформованого стану фасонних профілів, з використанням якої здійснено акустичну діагностику напружено-деформованого стану фасонних профілів металевих конструкцій промислових споруд. The dissertation is devoted to improvement of the acoustic method for diagnostics of stress-strain condition of sections of metal structures by the use of mirror-shadow method that uses sound diagnostic of sections of shaped profiles with the location of the transducers along the axis. In the project was developed the technique of determining the acoustic-elastic coefficients for the material profile, using sections of shelves and the neutral line, that corresponding to the stressed and unstressed conditions of the metal. It is proposed the scheme of construction of system of stress-strain condition diagnostics of sections of metal structures, the analysis and justification of the choice of technical means for its implementation. Here was developed software for processing and analysis of diagnostics results of stress-strain condition of sections of metal structures. It was held the analysis of time passage intervals of the ultrasonic wave on the neutral line of the shaped profiles. It was determined acoustic-elastic relationship coefficients for shaped profiles of metal structures for stresses in tension and compression. It was proved the possibility of using enhanced acoustic method for diagnostics of sections of metal structures in industrial environments. It is proposed production complex method of diagnostics of stress-strain condition profile, using the proposed methodology implemented acoustical diagnostics of stress-strain condition of sections of metal structures of industrial buildings. Диссертация посвящена совершенствованию акустического метода диагностики напряженно-деформированного состояния фасонных профилей металлических конструкций использованием зеркально-теневого метода прозвучивания поперечной волной разнонапряженных участков профиля с расположением преобразователей вдоль оси. Проведен анализ структуры, химического состава, анизотропии, технологии изготовления, действительных и остаточных напряжений фасонных профилей для обоснования необходимости учета каждого из них при разработке математической зависимости, то есть влияния данных факторов на относительное изменение скорости ультразвуковых волн при использовании зеркально-теневого метода для установления усредненного значения напряжения по базе прозвучивания. Использование зеркально-теневого метода позволяет, с помощью поперечных ультразвуковых волн, определять усредненное значение напряжения по базе прозвучивания в объекте контроля. В работе с помощью имитационного моделирования показано, что максимальное напряжение наблюдается на расстоянии равноудаленной от центров опор, то есть на середине пролета балки, а нейтральная линия фасонного профиля даже при максимальных допустимых нагрузках остается ненапряженной, что свидетельствует о наличии только чистого изгиба. Данный сечение балки с максимальным напряжением является основным местом контроля напряжений, характеризуется максимальным прогибом и минимальными линейными перемещениями в волокнах. Для возможности установления действительных одноосных механических напряжений в фасонных профилей металлических конструкций усовершенствовано акустический метод диагностики напряженно-деформированного состояния металлических конструкций, использованием зеркально-теневого метода прозвучивания участков фасонных профилей, с расположением преобразователей вдоль оси балки, то есть вдоль направления распространения механических напряжений. Использован разностный метод определения напряжений, что заключается в оценке относительного изменения скорости ультразвуковой волны. Для этого выбраны разнонапряженные участки фасонного профиля на полке фасонного профиля в месте, где необходимо установить значения механических напряжений, и на нейтральной линии профиля, где напряжение отсутствуют. В работе разработана методика определения акустопружних коэффициентов связи для материала фасонных профилей с использованием участков полки и нейтральной линии, что соответствует напряженному и ненапряженному состояниям металла соответственно. Предложена схема построения системы диагностики напряженно-деформированного состояния фасонных профилей металлических конструкций, проведен анализ и обоснование выбора технических средств для ее реализации. Разработанное программное обеспечение для обработки и анализа результатов диагностики напряженно-деформированного состояния фасонных профилей металлических конструкций. Проведен анализ влияния составляющих суммарной погрешности на результат диагностики действительных механических напряжений и обоснованно пути ее уменьшения за счет разработки блока пьезоэлектрических преобразователей и корректировки измеренных значений времени в зависимости от температуры окружающей среды. Проведен анализ временных интервалов прохождения ультразвуковой волны на нейтральной линии фасонных профилей. Установленные акустоупругие коэффициенты связи для фасонных профилей металлических конструкций для напряжений растяжения и сжатия. Доказана возможность использования усовершенствованного акустического метода для диагностики фасонных профилей металлических конструкций в промышленных условиях. Предложено производственную комплекса методику диагностики напряженно-деформированного состояния фасонных профилей, с использованием предложенной методики осуществлено акустическую диагностику напряженно-деформированного состояния фасонных профилей металлических конструкций промышленных сооружений.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: