Приборы, используемые при испытаниях конструкций

Содержание

Слайд 2

Цель и задачи работы Цель работы – ознакомление с приборами и

Цель и задачи работы Цель работы – ознакомление с приборами и

устройствами, с помощью которых измеряют прогибы, наклоны и удлиннения конструкций при испытаниях. Учебные вопросы. 1 Прогибомеры. 2 Индикаторы. 3 Электромеханические измерители перемещений. 4 Клиномеры.
Слайд 3

Прогибы и линейные перемещения конструкций измеряют прогибомерами и индикаторами; углы поворота

Прогибы и линейные перемещения конструкций измеряют прогибомерами и индикаторами; углы поворота

− клинометрами, отвесами, преобразователями угловых перемещений; сдвиги отдельных элементов конструкции или её волокон относительно друг от друга − сдвигомерами. После деформации концы риски смещались относительно друг друга, а карандаш очерчивал линию определённой длины. Точность измерения − 1 мм.

Прогибомеры

Простейший прогибомер
1 – общая риска;
2 – карандаш;
3 – бумага миллиметровая

Слайд 4

Чтобы её повысить, придумали другое приспособление: При соотношении длин плеч a/l

Чтобы её повысить, придумали другое приспособление: При соотношении длин плеч a/l

= 1/10 перемещение узла на 1 мм вызовет перемещение конца стрелки на 10 мм, т.е. точность измерения повышается в 10 раз и становится равной 0,1 Прибором без перестановки можно измерить деформации до 100 мм

Прогибомеры

1 – нить;
2 – стрелка;
3 – груз;
4 – кронштейн со шкалой

Слайд 5

На принципе использования нити с грузом и основана работа всех современных

На принципе использования нити с грузом и основана работа всех современных

прогибомеров. (цена деления −0,1 мм, число делений −100; одному полному обороту стрелки соответствует прогиб в 10 мм). Число оборотов (см) фиксируется по шкале большого барабана. Недостаток прибора − наличие фрикционной передачи между 2 и 3, поэтому возможно проскальзывание. В ПМ−3 фрикционная передача заменена на зубчатую, но в этом случае возможен люфт из−за зазора между зубцами. Кроме того, прибор очень чувствителен к толчкам. Имеет неограниченный диапазон измерения.

Прогибомеры

Прогибомер Н.Н. Максимова ПМ−2.
1 − маленький барабан;
2 − большой барабан со шкалой;
3 − ролик;
4 − стрелка;
5 − шкала

Слайд 6

Прогибомер Максимова Прогибомеры

Прогибомер Максимова

Прогибомеры

Слайд 7

Прогибомер Н.Н. Аистова ПАО - 5. Стальная проволока в обоих прогибомерах

Прогибомер Н.Н. Аистова ПАО - 5. Стальная проволока в обоих прогибомерах

− диаметром 0,4 мм, масса гири − 1...3 кг. Возможны два способа установки прогибомеров: дистанционно (прибор устанавливают неподвижно вне конструкции, например, на треноге, а конец нити закрепляют на конструкции) и контактно (прибор находится непосредственно на конструкции, а конец нити закрепляют к неподвижной поверхности - грунту). Существуют также прогибомеры системы Е.Г. Мокина (ЦНИИСК), Емельянова, Грио, Ришара, Амслера, и др. Принцип их работы − такой же, как и рассмотренных.

Прогибомеры

1 − маленькая шестерёнка;
2 − стрелка;
3 − большая шкала (цена деления −0,01 мм, число делений −100);
4, 8, 9 − шестерёнки;
5 − стрелка миллиметровой шкалы;
6 − ролик;
7 − стрелка сантимнтровой шкалы.

Слайд 8

Прогибомер Н.Н. Аистова Прогибомеры

Прогибомер Н.Н. Аистова

Прогибомеры

Слайд 9

Прогибомеры ПСК-МГ4 (далее - прогибомеры) предназначены для измерений вертикального перемещения отдельных

Прогибомеры ПСК-МГ4 (далее - прогибомеры) предназначены для измерений вертикального перемещения

отдельных точек конструкций при нагружение их статическими нагрузками: прогиб строительных ферм, балок, прогонов, а также осадки опор, фундаментов, штампов и т.д.

Прогибомеры

Слайд 10

Измеряемое перемещение передается ведущему блоку с помощью натянутой струны, перекинутой через

Измеряемое перемещение передается ведущему блоку с помощью натянутой струны, перекинутой

через ведущий блок не менее чем одним витком. Ведущий блок связан с угловым датчиком перемещения, угловое перемещение ведущего блока пересчитывается в линейное перемещение при помощи счетного устройства расположенного в электронном блоке. Натяжение струны осуществляется небольшим грузом, прикрепленным к свободному ее концу. Конструктивно прогибомеры состоит из электронного блока, выносного пульта с кнопкой для дистанционного управления, струбцины, струны и груза для ее натяжения. На лицевой панели электронного блока размещен жидкокристаллический дисплей и клавиатура, состоящая из пяти клавиш: ВКЛ, РЕЖИМ, ВВОД, Т и X. На правой боковой панели электронного блока расположено гнездо для подключения зарядного устройства и USB разъем для передачи данных в ПК, а также для подключения выносного пульта с кнопкой. На левой боковой панели электронного блока имеется кронштейн, при помощи которого электронный блок крепится в механизме фиксации струбцины. Прогибомеры имеет две модификации - ПСК-МГ4 и ПСК-МГ4.01, отличающиеся функциональными возможностями. Прогибомер ПСК-МГ4.01 обеспечивает три режима измерений, а так же функцию передачи данных в ПК.

Прогибомеры

Слайд 11

Прогибомер ПСК-МГ4.01 имеет три режима измерений: - режим Оперативный с занесением

Прогибомер ПСК-МГ4.01 имеет три режима измерений: - режим Оперативный с занесением

в архив результата измерений – нажатием кнопки ВВОД; - режим Наблюдение с автоматической регистрацией значений прогиба через интервалы времени, устанавливаемые пользователем (от 1 до 60 мин); - режим Ждущий с автоматической регистрацией значений прогиба во времени, превышающих пороговые (граничные) значения, устанавливаемые пользователем (порог от 1 до 100 мм, длительность от 1 до 72 часов). Прогибомер ПСК-МГ4.01 имеет режим передачи данных на ПК по USB-интерфейсу с возможностью их последующего документирования.

Прогибомеры

Слайд 12

П Прогибомеры


П Прогибомеры

Слайд 13

Индикатор часового типа – это прибор, предназначенный для измерений относительных отклонений

Индикатор часового типа – это прибор, предназначенный для измерений относительных отклонений формы, наружных размеров,

расположения поверхностей. Шкала 4 - подвижная и позволяет совместить начальное положение стрелки 3 с нулевым делением.

Индикаторы

1 − металлический стержень с канавками (штифт с зубчатой кремальерой;
2 − маленькая шестерня;
3 − большая стрелка;
4 − большая шкала (цена деления − 0,01 мм, число делений − 100);
5 − большая шестерня;
6 − маленькая стрелка;
7 − маленькая шкала (цена деления − 1 мм, число делений − 10), фиксируется число оборотов большой стрелки;
8 − дополнительная шестерня (в зацеплении с 2);
9−спиральная пружина (постоянно стремится возвратить стержень 1 в крайнее нижнее положение); это позволяет измерять деформации в обоих направлениях

Слайд 14

Крепление − посредством струбцины: с непосредственным упором головки стержня 1 в

Крепление − посредством струбцины: с непосредственным упором головки стержня 1 в

конструкцию при неподвижном корпусе прибора; или, наоборот, с упором головки в неподвижную точку, не связанную с конструкцией, при корпусе, закреплённом на самой конструкции. Диаметр корпуса − 55 мм, масса − 150 г. Недостаток − максимальная измеряемая деформация − 10 мм.

Индикаторы

Слайд 15

Прибор можно использовать и при длительных испытаниях конструкций, когда он приклеивается

Прибор можно использовать и при длительных испытаниях конструкций, когда он приклеивается

на специальном дюбеле к поверхности конструкции, а измерение деформаций производится на определённой базе; при этом один конец удлинителя вставляется в стержень вместо вывернутой головки, а другой приклеивается к конструкции (на другом дюбеле). С помощью индикатора можно зафиксировать возможное проскальзывания арматуры внутри бетонного тела, когда он крепится на свободном конце арматурного стержня, выходящем из торца конструкции, а головка стержня упирается в торец конструкции. Индикатором можно измерить также прогибы и выгибы конструкции, закрепив его на штанге, опирающейся на конструкцию на концевых её участках, а головку стержня уперев в конструкцию в требуемом сечении.

Индикаторы

Слайд 16

Индикаторы

 

Индикаторы

Слайд 17

Индикаторы

Индикаторы

Слайд 18

Индикаторы

Индикаторы

Слайд 19

Индикаторы

Индикаторы

Слайд 20

В работе электромеханических измерителей перемещений используется тарировочная зависимость между измеряемым перемещением

В работе электромеханических измерителей перемещений используется тарировочная зависимость между измеряемым перемещением

и деформацией упругого элемента прибора, определяемой с помощью наклеенных на него тензорезисторов. Электромеханический прогибомер.

Электромеханические измерители перемещений

1 − жесткие передаточные элементы;
2 − консольные пластины (упругие консольные элементы);
3 − «защемление»;
4 − тензорезисторы.
Функция преобразования перемещения в электрический сигнал − линейная. 

Слайд 21

Электромеханический измеритель перемещений в виде жёсткой пластины. 1 − жёсткая пластина;

Электромеханический измеритель перемещений в виде жёсткой пластины. 1 − жёсткая пластина; 2 −

верхний проволочный резистор; 3 − упоры−изоляторы; 4 − нижний проволочный резистор; 5 − опоры   резисторы 2 и 4 подвергаются деформации разного знака, поэтому включаются в смежные плечи мостовой цепи. Если ось была бы посередине, то деформация была бы одного знака.

Электромеханические измерители перемещений

Слайд 22

Электромеханический тензометр с тензорезисторным преобразователем. Балочке задаётся начальный выгиб, несколько превышающий

  Электромеханический тензометр с тензорезисторным преобразователем.   Балочке задаётся начальный выгиб, несколько превышающий

максимальное ожидаемое перемещение обратного знака.

Электромеханические измерители перемещений

1 − неподвижная ножевая опора;
2 − консольная балочка;
3 − подвижная ножевая опора;
4 − тензорезисторы;
5 − кронштейн 

Слайд 23

Электромеханический измеритель перемещений двух вертикальных поверхностей навстречу друг другу (в двух

  Электромеханический измеритель перемещений двух вертикальных поверхностей навстречу друг другу (в

двух вариантах).

Электромеханические измерители перемещений

1 − жёсткий штифт;
2 − тензорезисторы;
3 − гибкий элемент (рамочка);
4 − гибкий элемент
(консольная балочка);
5 − кронштейн 

Слайд 24

Рычажный клиномер Н.Н. Аистова. 1 −рычаг из уголковой стали с выбранном

  Рычажный клиномер Н.Н. Аистова.   1 −рычаг из уголковой стали с выбранном

на нём двумя точками А и В и жёстко закреплённый на конструкции в сечении I−I; 2 − прогибомер Если с1 и с2 − отсчёты до загружения; с′1 и с′2 − то же, после загружения, то а = с1−с′2; b = = с2−с′2; tg α = (а - в)/l. Если цена деления прогибомеров 0,01 мм; то точность измерения угла поворота составляет 0,01/1000 = 0,00001, что соответствует значению угла в 2 ′′.

Клиномеры

Слайд 25

Клинометр Стоппани 1 − конструкция; 2 − уровень; 3 − микрометрический

Клинометр Стоппани   1 − конструкция; 2 − уровень; 3 − микрометрический винт с лимбом

и указателем Закрепление − посредством струбцины. Если с1 и с′1 − отсчёты, соответственно, до и после нагружения (при отгоризонтированном уровне), то tg α = 0,00003(с′1−с1) − так подобраны шаг микрометрического винта, расстояние между опорой и осью винта (175 мм), цена деления диска (лимба).

Клиномеры

Слайд 26

4-я модель клинометра Н.Н. Аистова После деформации маятник остаётся в вертикальном

4-я модель клинометра Н.Н. Аистова   После деформации маятник остаётся в вертикальном положении,

а корпус поворачивается. Если с1 и с1′ − отсчёты соответственно до и после загружения (при соприкосновении конца микрометрического винта с маятником), то tg α = 0,000025(с1′−с1). https://youtu.be/KjOnLI2wVhQhttps://youtu.be/KjOnLI2wVhQ https://youtu.be/bdqZrMBT_mk

Клиномеры

1 − корпус;
2 − маятник;
3 − микрометрический винт с указателем и лимбом;
4 − весло;
5 − глицерин;
6 − струбцина;
7 − зуммер;
8 − провода