При расширении водных каналов появляется удобная возможность для проведения измерений напряженно-деформированных состояний на нефункционирующем мосте. Был проведен эксперимент, в задачу которого входило определение напряжений в верхних точках соединения опор. Нагрузка производилась гидравлическими домкратами, давившими на зафиксированные в земле анкеры. В общей сложности 416 тензорезисторов LA11 10/120 были соединены в полумостовые схемы с использованием клея холодного отвердевания X60 и защищены распыляемым отвердевающим средством. На рисунке показано расположение точек измерения в верхних точках соединения опор, а также изображены датчики силы С6A для определения приложенных усилий и измерительный усилитель MGCplus. Данный усилитель позволяет подключение следующих типов датчиков: полу- или полномостовые тензодатчики, индуктивные полу- или полномостовые датчики, термопары, источники напряжения постоянного тока, источники постоянного тока и др. Усилитель позволяет производить гибкую интеграцию в системы управления с использование аналоговых выходов, Ethernet, CANbus, ProfiBusDP.
Дополнительные преимущества: С помощью усилителя MGCplus возможно проводить статические и динамические измерения, а также осуществлять высокоскоростную передачу данных через Ethernet 100 Mbit.
Важные для безопасности узлы автомобильных шасси, например узлы осей, требуют экспериментальной проверки воздействием силы на испытательном стенде. Подобные измерения относятся к разряду наиболее трудных измерительных задач, поскольку измерению подлежат сложные многонаправленные и динамические напряжения. На рисунке изображен испытательный стенд, в котором автомобильный поворотный кулак подвергнут многонаправленным динамическим нагрузкам. На испытуемом объекте закреплены тензорезисторы типа розетки, которые подают сигналы на измерительный усилитель MGCplus. Интересная особенность этой полностью контролируемой компьютером системы заключается в том, что напряжения, измеряемые по нескольким каналам, абсолютно синхронны во времени потому, что каждый канал измерения имеет собственный усилитель с аналогово-цифровым преобразователем.
Дополнительные преимущества: Усилитель MGCplus позволяет проводить синхронные измерения по всем каналам, что является особенностью, необходимой для решения данной задачи.
С целью проверки статических расчетов для зданий сложной конструкции, особенно для зданий с необычным профилем крыши, часто проводятся измерения напряженно-деформированных состояний на масштабных моделях. На рисунке показана модель крыши и расположение точек нагрузки. Модели делаются из стекловолокна, укрепленного жидкой смолой, и имеют сложную форму. Для моделирования однородной нагрузки на крышу, вызванной, например, снегом, требуется большое число точек приложения нагрузки. В одном практическом случае, были выбраны 900 точек, которые подвергались нагрузке системой рычагов. С помощью быстро отвердевающего клея Z70 на модели были закреплены розеточные тензорезисторы типа RY41 6/120. Вместо измерительной аппаратуры, использованной в эксперименте, на рисунке изображен измерительный усилитель MX1615 серии QuantumX, который широко применяется для проведения измерений в экспериментальной механике. Соединение компьютера с измерительным усилителем значительно улучшает метод оценки и воспроизведения результатов.
Дополнительные преимущества: Измерительный усилитель MX1615 имеет 16 индивидуально конфигурируемых синхронизированных входов для подключения четвертьмостовых, полумостовых или полномостовых тензодатчиков, источников напряжения и термометров сопротивления. Возможность питания тензометрических цепей напряжением постоянного тока с частотой дискретизации макс. 19200 изм./канал (полоса пропускания до 3200 Гц) и напряжением переменного тока на несущей частоте 1200 Гц (полоса пропускания до 400 Гц).
Гибкие соединительные муфты из каучука и металла используются для компенсирования ошибки совмещения в соединенных валах. Для проверки предела усталости каучука и поверхности вулканизации должны быть проведены испытания. В данном случае, как показано на рисунке, проверяемым элементом является фланец, жестко прикрепленный к основанию статического датчика крутящего момента. Другой элемент соединения поворачивается на угол 30° эксцентриковым приводом, т.е. каучуково-металлическая часть соединения подвергается нагрузкам с непрерывным чередованием вращающего момента. Датчик крутящего момента TB1 соединен с измерительным усилителем MGCplus, который связан с компьютером через цифровой выход. Компьютер фиксирует полезный крутящий момент, который представляется как значение экстремальной амплитуды в числовом виде или как функция времени. Процесс измерения повторяется в нескольких временных интервалах так, чтобы можно было оценить любое изменение полезного крутящего момента, и, следовательно, оценить предел усталости элемента.
Дополнительные преимущества: Благодаря компактному исполнению датчик крутящего момента может использоваться в испытательных стендах простой конструкции. Его отличают высокая точность и нечувствительность к боковым и осевым воздействиям.
В механизме по проверке материалов на прочность датчик силы вместе с другими приборами отвечает за точность и допустимый диапазон измерений. Раньше датчик встраивался в верхнюю поперечину. Сейчас распространенным методом является установка датчика силы Z4A в подвижной балке. Этот прием позволяет создать две рабочие области, одну для измерений сжатия, другую для измерений растяжения, не перестраивая механизма. В этом случае датчик занимает меньше места. Благодаря своей плоской конструкции датчик размещается внутри подвижной балки. Конечно, для измеряемых сил желательно иметь диапазон измерений настолько широким, насколько это возможно. Из-за требований к точности испытательных механизмов диапазон измерения силы не должен быть меньше 10% номинальной силы датчика. Средством для достижения этого является использование второго датчика силы, который просто устанавливается в крепежном устройстве датчика Z4A и, в зависимости от номинальной нагрузки, расширяет измерительный диапазон сил растяжения многократно. По конструктивным причинам для этой задачи используется тензодатчик U2A/50кг, он может быть откалиброван как датчик силы.
Дополнительные преимущества: От тензорезисторов и датчиков до многоканальных измерительных усилителей и программного обеспечения для решения задач любой степени сложности – спектр производимого компанией HBM оборудования охватывает всю измерительную цепь.
Высоконапорные шланги перед поставкой должны пройти двойное испытание: испытание на разрыв и на изменение объема под давлением. На проверочном стенде, разработанном специально для этих испытаний, тестируются восемь шлангов. Датчики давления РЗМB устанавливаются на одном из концов каждого шланга. Шланги соединяются с подающей трубой через соленоидные клапаны. Испытательный цикл начинается с запуска подающего насоса и с включением (после закрытия соленоидных клапанов) насоса высокого давления для создания тестируемого давления в шлангах. Измерительный усилитель MGCplus опрашивает восемь каналов и передает данные на компьютер. Разрыв шланга регистрируется из-за немедленного падения давления. Изменение объема под давлением, то есть растяжение, обнаруживается компьютером в ходе непрерывных потактовых сравнений давления в каждом шланге. Так как шланг закрыт с обоих концов, изменение объема вызывает снижение давления, которое обнаруживается компьютером и выдается в виде сигнала тревоги.
Дополнительные преимущества: Точность датчика давления РЗМ вместе с многоканальным измерительным усилителем MGCplus делает возможным обнаружение падение давления за очень короткий промежуток времени, что позволяет оптимизировать весь испытательный цикл.
При прокладке железнодорожного тоннеля под путями был использован метод строительства с боковыми опорами и крышей. Он заключался в забивании боковых свай, а затем сооружении крыши по мере произведения земляных работ. Это позволяет восстановить нормальное движение на поверхности через короткий промежуток времени. В связи с большими размерами тоннеля (в данном случае 19 м шириной, 24 м глубиной), боковые опоры были укреплены заглубленными анкерами. Силы растяжения в этих анкерах должны непрерывно контролироваться в определенных точках. В ходе работ было получено большое количество показаний относительно горизонтальной деформации и наклона боковых опор и давления грунта на них. Анкерные силы воздействовали на боковые опоры через встроенные датчики силы C6A/2000кН. Из-за больших расстояний измерительные кабели не были связаны с контрольной станцией, а вместо этого подводились к соединительным панелям, располагаемым вблизи отдельных групп анкеров. Измерение анкерных сил проводилось в определенные интервалы времени с помощью измерительного усилителя с питанием от аккумулятора.
Дополнительные преимущества: Датчик силы C6A нечувствителен к эксцентричным нагрузкам, которые являются неизбежными при использовании датчика в условиях прокладки тоннеля.
Винты с серповидной формой лопастей получили широкое распространение благодаря тому, что они производят меньше шума и вибрации. Расчет прочности в этом случае очень сложен, и приходится пользоваться измерениями напряжений на моделях. На рисунке изображена модель винта и расположение точек измерения со стороны всасывания и выталкивания. Испытание проводилось в аэродинамической трубе. Сигналы тензорезисторов передавались на усилитель при помощи скользящего контактного кольца, размещенного в полости вала. В данном случае использовался измерительный усилитель MGCplus. Он позволяет абсолютно синхронно получать и немедленно оцифровывать сигналы на всех каналах. Эта особенность существенна при проведении динамических измерений напряжений – когда необходимы надежные результаты.
Дополнительные преимущества: MGCplus можно использовать совместно с усилителями постоянного напряжения или несущей частоты. В случае использования скользящих контактных колец рекомендуется всегда использовать усилители несущей частоты, потому что они помогают устранять эффект термоэлектрических напряжений, вызываемый скользящими контактными кольцами.
КонтроллВахенд а Техника (КВТ) 2019
