Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2793559C1 - Method for calibrating measuring systems of a drop test rig for measuring the work of destruction of samples during tests with a falling weight of a drop test rig - Google Patents

Method for calibrating measuring systems of a drop test rig for measuring the work of destruction of samples during tests with a falling weight of a drop test rig Download PDF

Info

Publication number
RU2793559C1
RU2793559C1 RU2022105638A RU2022105638A RU2793559C1 RU 2793559 C1 RU2793559 C1 RU 2793559C1 RU 2022105638 A RU2022105638 A RU 2022105638A RU 2022105638 A RU2022105638 A RU 2022105638A RU 2793559 C1 RU2793559 C1 RU 2793559C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sample
energy
copra
measuring
destruction
Prior art date
Application number
RU2022105638A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Андреевич Ершов
Никита Андреевич Карпов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ВИП Технологии"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ВИП Технологии" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ВИП Технологии"
Application granted granted Critical
Publication of RU2793559C1 publication Critical patent/RU2793559C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: testing equipment.
SUBSTANCE: invention relates to methods for calibrating systems for measuring the work of destruction of samples during tests with a falling weight. The method consists in comparing the values of energy absorbed during testing by a falling load of a drop test rig with a sample with a sharp notch, obtained by two independent methods: a drop test rig measuring system, which needs to be calibrated, and direct determination of the potential energy by the calculation method. On each sample, the same type of incision is made, a preliminary calculation of the required impact energy of the drop test rig required to destroy the sample is carried out, and in the process of testing, the minimum energy required to destroy the sample is determined, then the impact energy is reduced to obtain at least three samples, which during the test reached a deflection of at least 30 mm, but did not collapse into two halves, for each non-destroyed sample the relative measurement error is determined, while the maximum of certain relative errors is taken as the metrological criterion of accuracy, the calibration is recognized as successful with a maximum relative error of not more than 1,0%.
EFFECT: high calibration accuracy.
1 cl, 2 dwg, 2 tbl

Description

Предполагаемое изобретение относится к измерительным системам копра, в частности к способам калибровки систем для измерения работы разрушения образцов при испытаниях падающим грузом и распространяется на контактные и бесконтактные системы для измерения работы разрушения образцов при инструментированных испытаниях падающим грузом (ИПГ) на вертикальных копрах по методу «DWTT» (Drop-Weight Tear Test, см., например: https://mash-xxl.info/info/166657/). Данный метод испытаний описан в следующих нормативных документах: ГОСТ 30456-97 «Металлопродукция. Прокат листовой и трубы стальные. Методы испытания на ударный изгиб» (с 01.04.2022 - ГОСТ 30456-2021), СТО-07516250-259, API RP 5L3-e4 -2014 «Испытания на разрыв падающим грузом для магистральных труб», ASTM E436-03-2014 «Стандартный метод испытаний ферритных сталей на разрыв падающим грузом», DIN EN 10274:1999 «Материалы металлические. Испытание на разрыв падающим грузом».The proposed invention relates to measuring systems of the impact tester, in particular to methods for calibrating systems for measuring the work of destruction of samples during tests by a falling weight and extends to contact and non-contact systems for measuring the work of destruction of samples during instrumented testing by a falling load (IPG) on vertical impact testers according to the "DWTT" method » (Drop-Weight Tear Test, see for example: https://mash-xxl.info/info/166657/). This test method is described in the following regulatory documents: GOST 30456-97 “Metal products. Rolled sheet and steel pipes. Impact test methods" (since 04/01/2022 - GOST 30456-2021), STO-07516250-259, API RP 5L3-e4 -2014 "Tear drop tests for main pipes", ASTM E436-03-2014 "Standard drop load test method for ferritic steels”, DIN EN 10274:1999 “Metallic materials. Drop load test.

Инструментированные испытания на вертикальных копрах заключаются в воздействии падающего груза на образец с острым надрезом, нагружаемый по схеме трехточечного изгиба. Размеры образца соответствуют одному из перечисленных стандартов, таблица 1.Instrumented tests on vertical impact testers consist of the impact of a falling weight on a specimen with a sharp notch, loaded according to a three-point bending scheme. Sample dimensions correspond to one of the listed standards, table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Работа зарождения трещины из надрезов различного типа отличается. При этом оказывается невозможным всегда использовать один тип надреза. Считается, что механический (фрезерованный) надрез (М) вносит неопределённость в результат испытания, так как может быть выполнен на разных режимах резания, то есть вносить различный наклёп. Тем не менее, для высокопрочных сталей (с пределом текучести более 690 МПа) затруднительно изготовить работоспособный нож для выполнения прессованного надреза, нож будет либо сминаться, либо откалываться. Шевронный надрез по API рекомендован в тех случаях, когда желательно снизить работу разрушения образца, так как его нетто-сечение под надрезом меньше, чем у остальных образцов.The work of crack initiation from cuts of various types is different. In this case, it is not possible to always use one type of notch. It is believed that a mechanical (milled) notch (M) introduces uncertainty into the test result, since it can be performed in different cutting conditions, that is, to introduce different work hardening. However, for high-strength steels (with a yield strength of more than 690 MPa), it is difficult to make a workable knife for making a pressed cut, the knife will either crumple or break off. The API chevron notch is recommended in cases where it is desirable to reduce the work of destruction of the sample, since its net section under the notch is less than that of other samples.

Высота нетто-сечения образцов может находиться в достаточно широких пределах (см. таблицу 1), что также влияет на работу разрушения. Отличия в пролёте между опорами незначительные. Скорость груза также в большинстве случаев разрешается варьировать в широких пределах.The height of the net section of the samples can be in a fairly wide range (see Table 1), which also affects the work of destruction. Differences in the span between the supports are insignificant. The speed of the load is also in most cases allowed to vary within wide limits.

Таким образом, работа разрушения образцов, изготавливаемых и испытываемых по различным стандартам, может оказаться неодинаковой. Из этого следует вывод, что для сравнения результатов испытаний, получаемых на разных копрах, с учётом разной массы падающего груза, обязательно соблюдение следующих требований:Thus, the work of destruction of samples manufactured and tested according to different standards may not be the same. From this it follows that in order to compare the test results obtained on different headframes, taking into account the different masses of the falling load, the following requirements must be met:

- одинаковая номинальная высота нетто-сечения и толщина образцов;- the same nominal height of the net section and the thickness of the samples;

- один и тот же тип надреза;- the same type of incision;

- скорость удара, близкая к минимально необходимой для разрушения образца, при некоторой установленной массе груза.- impact speed, close to the minimum required for the destruction of the sample, with a certain specified weight of the load.

Предлагаемый способ калибровки применим к измерительным системам копра, позволяющим регистрировать не только работу разрушения полностью разрушенного при испытании образца, но и энергию, поглощённую образцом, не разрушенным при испытании на отдельные половины.The proposed calibration method is applicable to copra measuring systems, which allow recording not only the work of destruction of a sample completely destroyed during testing, but also the energy absorbed by the sample that was not destroyed during testing into separate halves.

В уровне техники присутствуют следующие сведения:The following information is included in the state of the art:

1. Из патента GB1349248(A) известно: «Чтобы проанализировать эффективность инструмента повторяющихся ударов, часто бывает необходимо определить распределение энергии в серии ударов. В частности, важно отметить, сколько ударов выше одного заданного уровня, сколько выше следующего уровня и так далее. Для этого счетчик импульсов может питаться от схемы распознавания амплитуды, подключенной к выходу второго конденсатора. Эта схема распознавания настраивается на уровень, соответствующий заранее определенному уровню энергии удара, ниже которого удары не учитываются. Как следствие, счетчик импульсов измеряет количество ударов в серии с энергией выше этого значения. Таким образом, используя диапазон уровней схемы распознавания, можно разделить удары на различные диапазоны энергии удара. Различные уровни схемы распознавания могут быть откалиброваны путем опускания одного и того же груза из ряда понижающих высот, как описано выше. Последовательно регулируя схему распознавания до тех пор, пока счет не упадет до очень низкого значения, можно измерить величину самого большого удара».1. It is known from GB1349248(A) that “In order to analyze the performance of a repetitive impact tool, it is often necessary to determine the distribution of energy in a series of impacts. In particular, it is important to note how many beats are above one given level, how many are above the next level, and so on. To do this, the pulse counter can be powered by an amplitude recognition circuit connected to the output of the second capacitor. This recognition circuit is adjusted to a level corresponding to a predetermined impact energy level, below which impacts are not counted. As a consequence, the pulse counter measures the number of shocks in a series with an energy above this value. Thus, using a range of levels of the recognition circuit, it is possible to separate the impacts into different impact energy ranges. Different levels of the recognition circuitry can be calibrated by lowering the same weight from a series of lowering heights as described above. By successively adjusting the recognition circuit until the count drops to a very low value, the magnitude of the biggest beat can be measured.”

2. Из патентной заявки CN113029828(A) известна интеллектуальная испытательная система, автоматически выводящая калибровочный коэффициент В на основе расчётных данных, выполненных по формуле E=mgh, где E - потенциальная энергия молотка (равная энергии удара, заносимого в тестовую систему), Дж; m - масса падающего молотка, кг; g - ускорение силы тяжести, м/с2; h - высота падения падающего молотка, м;2. From patent application CN113029828(A), an intelligent test system is known that automatically derives the calibration factor B based on the calculated data performed according to the formula E=mgh, where E is the potential energy of the hammer (equal to the impact energy entered into the test system), J; m is the mass of the falling hammer, kg; g - acceleration of gravity, m/s2; h is the height of the fall of the falling hammer, m;

3. Способ калибровки, известный из патентной заявки CN 112082726(A), подразумевает, что «Сравнение моделируемой формы ударного сигнала и фактической формы ударного сигнала для определения того, имеет ли оборудование для испытания сильного удара регистратора защиты отклонение».3. The calibration method known from CN patent application 112082726(A) implies that "Comparing the simulated shock waveform and the actual shock waveform to determine whether the protection recorder's strong impact test equipment has a deflection."

Техническое решение по последнему из указанных патентных документов CN 112082726(A) выбрано в качестве прототипа.The technical solution according to the last of the mentioned patent documents CN 112082726(A) was chosen as a prototype.

В случае полного разрушения образца, не представляется возможным простыми физическими измерениями, без применения инструментированных бойков либо бесконтактных измерительных систем, разделить энергию, затраченную на разрушение образца, и остаточную энергию, которая поглощается амортизаторами копра.In the case of complete destruction of the sample, it is not possible by simple physical measurements, without the use of instrumented strikers or non-contact measuring systems, to separate the energy spent on the destruction of the sample, and the residual energy that is absorbed by the shock absorbers of the impact tester.

Данное изобретение направлено на решение задачи по созданию методики, в которой применяется метод не разрушившегося при испытании образца. Падающий груз копра полностью останавливается при контакте с образцом, при этом образец претерпевает пластическую деформацию, но не разрушается до конца. В этом случае, вся потенциальная энергия груза будет затрачена на пластическую деформацию неразрушенного образца и продвижение трещины в нем, и эта энергия может быть определена расчетным методом, пренебрегая энергией, переходящей в тепло.This invention is directed to solving the problem of creating a technique in which the method of the sample that did not collapse during testing is used. The falling weight of the copra is completely stopped upon contact with the sample, while the sample undergoes plastic deformation, but does not completely collapse. In this case, the entire potential energy of the load will be spent on the plastic deformation of the undestroyed sample and the propagation of a crack in it, and this energy can be determined by the calculation method, neglecting the energy that turns into heat.

Технический результат - высокая точность калибровки, достигнутая простым инструментарием.EFFECT: high calibration accuracy achieved with simple tools.

Указанная задача решается способом калибровки, который применим к измерительным системам копра, позволяющим регистрировать не только работу разрушения полностью разрушенного при испытании образца, но и энергию, поглощённую образцом, не разрушенным при испытании на отдельные половины. При этом следует использовать такой уровень потенциальной энергии копра, который позволяет достичь прогиба образца не менее 30 мм.This problem is solved by the calibration method, which is applicable to the measuring systems of the impact tester, which makes it possible to register not only the work of destruction of a sample completely destroyed during testing, but also the energy absorbed by the sample that was not destroyed during testing into separate halves. In this case, such a level of potential energy of the copra should be used, which makes it possible to achieve a deflection of the sample of at least 30 mm.

Предпочтительно чтобы прогиб образцов оказался достаточным для разрушения «зачётной части» нетто-сечения (высота неразрушенной части сечения не более 19 мм), что позволяет выполнять сравнительную оценку работы разрушения и доли волокнистой составляющей в изломе (факультативно).It is preferable that the deflection of the specimens be sufficient to destroy the "scoring part" of the net section (the height of the undestroyed part of the section is not more than 19 mm), which allows a comparative assessment of the fracture work and the proportion of the fibrous component in the fracture (optional).

Способ основан на сопоставлении значений энергии, поглощённой при испытании падающим грузом образцом, не разрушенным на две половины, полученных двумя независимыми методами: 1) измерительной системой, калибровку которой необходимо провести; 2) прямым определением потенциальной энергии расчётным методом.The method is based on comparing the values of energy absorbed during testing by a falling load by a sample not broken into two halves, obtained by two independent methods: 1) by a measuring system, the calibration of which must be carried out; 2) direct determination of potential energy by calculation method.

Минимальный набор средств измерений (СИ) представлен в Таблице 2.The minimum set of measuring instruments (SI) is presented in Table 2.

Figure 00000002
Figure 00000002

Перед проведением калибровки необходимо убедится в наличии всех необходимых СИ, в их исправности и наличии действующих сертификатов о Поверке. Убедиться в работоспособности всех элементов и систем копра, а также необходимого вспомогательного оборудования. Убедиться в наличии на рабочем месте серии идентичных образцов в количестве 15 штук для испытаний падающим грузом, изготовленных по ГОСТ 30456. Проверить наличие на образцах необходимой маркировки.Before carrying out the calibration, it is necessary to make sure that all the necessary measuring instruments are available, that they are in good condition and that there are valid certificates of verification. Make sure that all elements and systems of the copra, as well as the necessary auxiliary equipment, are operational. Make sure that a series of identical samples in the amount of 15 pieces for testing by a falling weight, made in accordance with GOST 30456, are available at the workplace. Check that the samples have the necessary markings.

Образцы должны быть отобраны от листового проката, вся серия отбирается от одной единицы проката в одном и том же положении относительно его ширины, сами образцы вырезают поперек проката.Samples must be taken from rolled sheets, the entire series is taken from one rolled product in the same position relative to its width, the samples themselves are cut across the rolled product.

Рекомендуется испытывать по крайней мере две указанные серии образцов, позволяющие по возможности охватить рабочий диапазон энергий копра и при этом представляющие типовой сортамент продукции предприятия: образцы минимальной толщины (не менее 7.5 мм по ГОСТ 30456) из проката наименьшей категории прочности, и максимальной толщины из проката наибольшей категории прочности. Максимальную толщину образцов выбирают такой, чтобы энергии конкретного калибруемого копра хватило для соблюдения условий корректности испытания. В случае необходимости уменьшения толщины образцов по сравнению с полной толщиной проката, такое уменьшение должно быть сделано одинаковым образом для всех образцов: с обеих сторон симметрично (рекомендуется), либо с одной стороны (от одной и той же поверхности проката).It is recommended to test at least two of the specified series of samples, which, if possible, cover the working energy range of the copra and at the same time represent the typical product range of the enterprise: samples of the minimum thickness (at least 7.5 mm according to GOST 30456) from rolled products of the lowest strength category, and maximum thickness from rolled products the highest category of strength. The maximum thickness of the samples is chosen so that the energy of a particular calibrated tester is sufficient to meet the conditions for the correctness of the test. If it is necessary to reduce the thickness of the samples compared to the total thickness of the rolled product, such a reduction should be done in the same way for all samples: symmetrically on both sides (recommended), or on one side (from the same surface of the rolled product).

Тип надреза на образцах должен быть одинаковым и соответствовать обычной практике испытаний на предприятии, где находится копер.The type of notch on the specimens should be the same and should be in accordance with normal testing practice at the facility where the impact driver is located.

Для реализации предложенного способа необходимо проводить испытания, реализуя сброс груза копра так, чтобы энергия удара была заведомо меньше, чем требуется для полного разрушения образца.To implement the proposed method, it is necessary to carry out tests, realizing the drop of the copra load so that the impact energy is obviously less than required for the complete destruction of the sample.

Энергия удара подбирается экспериментально, за точку отсчёта принимается значение работы разрушения, полученное при испытании первого образца в серии.The impact energy is selected experimentally, the value of the work of destruction obtained during testing of the first sample in the series is taken as the reference point.

Перед началом проведения калибровки необходимо определить вес падающего груза и высоту сброса груза с помощью эталонных СИ. Before starting the calibration, it is necessary to determine the weight of the falling load and the height of the drop of the load using reference SI.

Определение веса падающего груза:Determining the weight of a drop weight:

Установить в основании копра по месту удара бойка динамометр, работающий на сжатие. Медленно опустить падающий груз с бойком на динамометр. Поднимая и опуская падающий груз с бойком при свободной посадке по колоннам снять три раза показания динамометра. Вычислить среднее из трех значений показаний динамометра в Н.Install a compression dynamometer at the base of the headframe at the place of impact of the striker. Slowly lower the falling weight with the striker onto the dynamometer. Raising and lowering a falling weight with a striker during a free landing along the columns, take three readings of the dynamometer three times. Calculate the average of the three dynamometer readings in N.

Определение высоты сброса груза:Determining the drop height:

Установить падающий груз в положение сброса. Соблюдая требования инструкции охраны труда при работе на копре и требования безопасности руководства по эксплуатации конкретного копра провести эталонным СИ измерение высоты сброса падающего груза. Измерения провести от верхней горизонтальной поверхности образца, установленного в зажимное устройство, до нижней точки закругления бойка падающего груза.Place the drop weight in the drop position. Observing the requirements of the labor protection instructions when working on a pile driver and the safety requirements of the operating manual for a specific pile driver, measure the height of the drop of a falling load with a reference SI. Measurements should be taken from the upper horizontal surface of the sample installed in the clamping device to the lower rounding point of the drop weight striker.

Перед испытанием первого образца, оценку требуемой энергии удара копра рекомендуется выполнять по формуле СТО-07516250-259-2014:Before testing the first sample, it is recommended to evaluate the required impact energy of a copra according to the formula STO-07516250-259-2014:

E [Дж] = KV [Дж] × t [мм] × σ 0,2 [МПа]/100, E[J]=KV [J]× t[mm]×σ 0.2 [MPa]/100,

где KV - среднее значение работы удара на образцах Шарпи (тип 11 по ГОСТ 9454), при комнатной температуре; t - толщина образца; σ0,2 - предел текучести материала при комнатной температуре. Например, для материала толщиной 33 мм с пределом текучести 400 МПа и работой удара 200 Дж данная формула даёт Е = 24600 Дж, что ожидается достаточным для разрушения образцов.where KV is the average value of the impact work on Charpy samples (type 11 according to GOST 9454), at room temperature; t is the sample thickness; σ 0.2 - yield strength of the material at room temperature. For example, for a material 33 mm thick with a yield strength of 400 MPa and an impact work of 200 J, this formula gives E = 24600 J, which is expected to be sufficient to destroy the samples.

Допускается использовать модифицированную формулу Nippon Steel и Sumitomo It is allowed to use the modified formula of Nippon Steel and Sumitomo

Figure 00000003
,
Figure 00000003
,

которая даёт меньшие значения, приближенные к ожидаемой работе разрушения образца. Например, для того же материала получим Е = 22340 Дж.which gives smaller values close to the expected work of destruction of the sample. For example, for the same material we get E = 22340 J.

Оценив необходимую потенциальную энергию копра, производят испытание первого образца из серии с энергией удара, позволяющей полностью разрушить образец, с регистрацией работы разрушения с помощью измерительной системы, подвергающейся калибровке. Если разрушение первого образца не было достигнуто, энергию копра повышают в 1.5 раза и проводят испытание второго образца.Having estimated the necessary potential energy of the copra, the first sample from the series is tested with an impact energy that allows the sample to be completely destroyed, with the recording of the work of destruction using the measuring system being calibrated. If the destruction of the first sample has not been achieved, the energy of the copra is increased by 1.5 times and the second sample is tested.

Измерение работы разрушения с помощью измерительной системы производится в соответствии с руководством по эксплуатации и эксплуатационными документами завода-изготовителя конкретной измерительной системы, и в настоящей методике не описывается.Measurement of the work of destruction with the help of a measuring system is carried out in accordance with the operating manual and operational documents of the manufacturer of a particular measuring system, and is not described in this method.

Дальнейшие шаги процедуры калибровки направлены на то, чтобы получить как минимум три образца, которые при испытании достигли прогиба не менее 30 мм, но не разрушились на две половины. При этом, получив определенный прогиб, образец полностью останавливает падающий груз.The next steps in the calibration procedure are aimed at obtaining at least three samples that, when tested, achieved a deflection of at least 30 mm, but did not break into two halves. At the same time, having received a certain deflection, the sample completely stops the falling load.

Значение работы разрушения образца, зарегистрированное измерительной системой на первом образце серии, используется для подбора энергии удара копра для последующих образцов. Для следующих образцов серии устанавливают энергию копра несколько меньшую, чем замеренная работа разрушения первого образца. Если образцы продолжают разрушаться, необходимо ещё понизить энергию копра, если образцы перестают достигать требуемого прогиба - увеличить её. Величина изменения установленной энергии копра подбирается опытным путём.The value of the work of destruction of the sample, recorded by the measuring system on the first sample of the series, is used to select the impact energy of the copra for subsequent samples. For the following samples of the series, the energy of the copra is set to be slightly lower than the measured work of destruction of the first sample. If the samples continue to break down, it is necessary to further reduce the energy of the impact tester, if the samples cease to reach the required deflection, increase it. The magnitude of the change in the installed energy of the copra is selected empirically.

Регистрацию с помощью измерительной системы работы, затраченной на разрушение образца (полное или частичное), необходимо проводить при испытании каждого образца в серии.Registration using a measuring system of the work spent on the destruction of the sample (complete or partial) must be carried out when testing each sample in a series.

До накопления статистической информации достаточно иметь серию из 15 идентичных образцов.Before the accumulation of statistical information, it is sufficient to have a series of 15 identical samples.

Изменение энергии копра производится любым из двух способов: уменьшением массы падающего груза, либо уменьшением высоты сброса груза, в зависимости от конструктивных и эксплуатационных возможностей конкретного копра, если скорость бойка в момент начала взаимодействия с образцом остаётся в пределах, требуемых ГОСТ 30456. Поэтому не следует использовать высоту сброса менее 1,3 м. Такая минимальная высота обеспечивает скорость падающего груза в момент удара не менее 5 м/с в полном соответствии с требованиями стандартов, регламентирующих данный вид испытаний.The change in the energy of the impact tester is carried out in any of two ways: by reducing the mass of the falling load, or by reducing the height of the drop of the load, depending on the design and operational capabilities of a particular impact tester, if the speed of the striker at the time of the start of interaction with the sample remains within the limits required by GOST 30456. Therefore, one should not use a drop height of less than 1.3 m. This minimum height ensures the speed of the falling load at the moment of impact is not less than 5 m/s in full compliance with the requirements of the standards governing this type of test.

Для испытания второго образца серии необходимо установить энергию удара копра, равную измеренной на первом образце работе разрушения.To test the second sample of the series, it is necessary to set the impact energy of the copra equal to the work of destruction measured on the first sample.

В случае полного разрушения второго образца, необходимо при испытании последующих образцов последовательно понижать энергию удара копра на 300÷500 Дж, до момента, когда удастся получить не разрушившийся образец. In the case of complete destruction of the second sample, it is necessary to consistently reduce the impact energy of the impact tester by 300 ÷ 500 J when testing subsequent samples, until the moment when it is possible to obtain a non-destructive sample.

В случае, если второй образец окажется не разрушенным, и его прогиб будет достаточным (не менее 30 мм), можно испытать следующий образец серии при этой же энергии удара копра, и т.д.If the second sample is not destroyed, and its deflection is sufficient (not less than 30 mm), the next sample of the series can be tested at the same impact energy of the copra, etc.

Так как существует естественный разброс свойств в металле, то образцы одной серии могут показывать различную работу разрушения. Поэтому вероятны случаи, когда при одной и той же энергии удара копра будут как полностью разрушенные образцы, так и не разрушившиеся.Since there is a natural spread of properties in the metal, samples of the same series may show different fracture work. Therefore, there are likely cases when, at the same impact energy of a copra, there will be both completely destroyed samples and not destroyed ones.

Поэтому допускается как уменьшать энергию удара копра, так и увеличивать на рекомендуемые 300÷500 Дж, по усмотрению оператора-испытателя. Конечной целью является получение не менее трех не разрушившихся образцов с прогибом не менее 30 мм.Therefore, it is allowed to both reduce the impact energy of the copra and increase it by the recommended 300÷500 J, at the discretion of the test operator. The ultimate goal is to obtain at least three non-failing samples with a deflection of at least 30 mm.

Дальнейшее осуществление способа поясняется фиг. 1, на которой показана схема определения полного пути, пройденного бойком 1 при испытании неразрушившегося образца 2.Further implementation of the method is illustrated in Fig. 1, which shows a scheme for determining the full path traveled by the striker 1 when testing an unbreakable sample 2.

После получения не менее трех неразрушившихся образцов, имеющих прогиб не менее 30 мм, можно определить энергию, поглощённую образцом по формулеAfter receiving at least three non-destructive samples with a deflection of at least 30 mm, it is possible to determine the energy absorbed by the sample using the formula

E= Р⋅h, [Дж] E= Р⋅h, [J]

P - вес груза, Н; P - cargo weight, N ;

h - полный путь пройденный грузом до момента его полной остановки, м (рис. 1). h - the full path traveled by the cargo until it stops completely, m (Fig. 1).

h = h 1 + h 2 , [м] h \u003d h 1 + h 2 , [m]

где h 1 - высота сброса груза, расстояние между нижней точкой закругления бойка 1 перед сбросом и верхней горизонтальной поверхностью установленного на наковальню образца 2; where h 1 is the height of the load drop, the distance between the lower point of the rounding of the striker 1 before the drop and the upper horizontal surface of the sample 2 installed on the anvil;

h 2 - расстояние, пройденное бойком 1 от момента касания верхней поверхности образца 2, до момента его полной остановки. h 2 - the distance traveled by the striker 1 from the moment it touches the upper surface of the sample 2, until it stops completely.

На фиг. 2 показан наиболее простой и достоверный способ определения прогиба образца. Образец 2 помещают на опоры наковальни 3 совместно с тонким «образцом-макетом» 4, имеющим высоту, равную высоте испытуемых образцов. In FIG. 2 shows the simplest and most reliable way to determine the deflection of the sample. Sample 2 is placed on the anvil supports 3 together with a thin "dummy sample" 4 having a height equal to the height of the test samples.

При измерении прогиба необходимо воспользоваться шаблоном 5, точно повторяющим профиль бойка 1 (обычно радиус закругления бойка составляет 25 мм). При этом истинное значение прогиба (h2) будет равно расстоянию по вертикали от верхней горизонтальной поверхности образца-макета 4 до нижней точки закругления шаблона 5 бойка 1, приставленного до касания к деформированному образцу.When measuring the deflection, it is necessary to use template 5, which exactly repeats the profile of the striker 1 (usually the radius of the striker is 25 mm). In this case, the true value of the deflection (h 2 ) will be equal to the vertical distance from the upper horizontal surface of the mockup 4 to the lower rounding point of the template 5 of the striker 1, attached to touch the deformed sample.

В случае, если конструктивные особенности копра не позволяют воспользоваться предложенным выше методом, необходимо использовать эскиз наковальни, выполненный в масштабе 1:1.If the design features of the copra do not allow using the method proposed above, it is necessary to use a sketch of the anvil, made on a scale of 1: 1.

Далее проводят обработку результатов измерений.Next, the measurement results are processed.

Относительную погрешность измерений, которую имеет измерительная система копра, определяют для каждого не разрушившегося образца с округлением до одного знака после запятой по формуле The relative measurement error that the copra measuring system has is determined for each non-collapsed sample, rounded to one decimal place according to the formula

δ =

Figure 00000004
[%],δ =
Figure 00000004
[%],

где Е - энергия, поглощённая не разрушившимся образцом, определенная расчетным методом, Дж;where E is the energy absorbed by the non-destroyed sample, determined by the calculation method, J;

Е1 - энергия, поглощённая не разрушившимся образцом, определенная измерительной системой, Дж.E1 is the energy absorbed by the non-destroyed sample, determined by the measuring system, J.

В качестве метрологического критерия точности берётся максимальная из определённых относительных погрешностей.As a metrological criterion of accuracy, the maximum of certain relative errors is taken.

Допускается выполнять настройку системы измерения работы разрушения образца во время калибровки путем введения одного дополнительного числового множительного коэффициента в алгоритм расчета поглощенной энергии. Данный коэффициент учитывает потери запасенной энергии молота на трение во время падения и во время разрушения образца. Коэффициенты могут быть подобраны для разных диапазонов, по одному на диапазон. Например, для диапазона 0-10 кДж коэффициент равен 1,01, для диапазона 10-20 кДж коэффициент равен 1,02 и так далее для всего диапазона калибровки.It is allowed to adjust the system for measuring the work of destruction of the sample during calibration by introducing one additional numerical multiplier coefficient into the algorithm for calculating the absorbed energy. This coefficient takes into account the loss of the stored energy of the hammer for friction during the fall and during the destruction of the sample. Coefficients can be adjusted for different ranges, one per range. For example, for a range of 0-10 kJ, the factor is 1.01, for a range of 10-20 kJ, the factor is 1.02, and so on for the entire calibration range.

Опыт испытаний [См., например: Ларионов А.В. Ильин А.В. Леонов В.П. Малышевский В.А. Определение энергоемкости разрушения при испытании падающим грузом трубных сталей// Труды международной научно-технической конференции - ТРУБЫ 2010, 2010, доклад № 41] показывает, что на идентичных образцах замеренная работа разрушения имеет разброс порядка 10%, поэтому для признании калибровки измерительной системы копра успешной можно считать достаточным получение максимальной относительной погрешности не более 1.0%.Test experience [See, for example: Larionov A.V. Ilyin A.V. Leonov V.P. Malyshevsky V.A. Determination of the energy intensity of destruction during testing by a falling load of pipe steels / / Proceedings of the international scientific and technical conference - PIPES 2010, 2010, report No. 41] shows that on identical samples the measured work of destruction has a spread of about 10%, therefore, in order to recognize the calibration of the measuring system of the copra as successful It can be considered sufficient to obtain a maximum relative error of no more than 1.0%.

Например, для указанного материала толщиной 33 мм с пределом текучести 400 МПа и работой удара при испытании Шарпи - 200 Дж (абзац 1 на стр. 6) энергия разрушения при испытании падающим грузом составляет 17400 Дж. For example, for the specified material with a thickness of 33 mm with a yield strength of 400 MPa and a Charpy impact work of 200 J (paragraph 1 on page 6), the drop load failure energy is 17400 J.

Применение настоящего способа возможно к измерительным системам копра, не являющимся СИ утвержденного типа. Для систем, являющихся СИ утвержденного типа и внесенных в Госреестр СИ, рекомендовано применять методики, установленные для данного типа СИ Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандартом).The application of this method is possible to the measuring systems of the copra, which are not MI of the approved type. For systems that are MI of an approved type and included in the State Register of MI, it is recommended to apply the methods established for this type of MI by the Federal Agency for Technical Regulation and Metrology (Rosstandart).

Claims (5)

Способ калибровки измерительных систем копра для измерения работы разрушения образцов при испытаниях падающим грузом копра, заключающийся в сопоставлении значений энергии, поглощённой при испытании падающим грузом копра образцом с острым надрезом, полученных двумя независимыми методами: измерительной системой копра, калибровку которой необходимо провести, и прямым определением потенциальной энергии расчётным методом, отличающийся тем, что на каждом образце производят однотипный надрез, проводят предварительный расчёт требуемой энергии удара копра, необходимой для разрушения образца, и в процессе проведения испытаний определяют минимальную энергию, необходимую для разрушения образца, затем уменьшают энергию удара для получения, по меньшей мере, трёх образцов, которые при испытании достигли прогиба не менее 30 мм, но не разрушились на две половины, для каждого не разрушившегося образца определяют относительную погрешность измерений, которую имеет измерительная система копра, по формуле A method for calibrating copra measuring systems for measuring the work of destruction of samples during tests with a copra drop weight, which consists in comparing the values of energy absorbed when testing with a copra drop weight by a sample with a sharp notch, obtained by two independent methods: a copra measuring system, which needs to be calibrated, and direct determination potential energy by the calculation method, characterized in that each sample is made of the same type of cut, a preliminary calculation of the required impact energy of the copra required to destroy the sample is carried out, and in the process of testing, the minimum energy necessary to destroy the sample is determined, then the impact energy is reduced to obtain, at least three specimens that, during testing, reached a deflection of at least 30 mm, but did not collapse into two halves, for each specimen that did not collapse, determine the relative measurement error that the copra measuring system has, according to the formula δ=
Figure 00000005
[%],
δ=
Figure 00000005
[%],
где Е - энергия, поглощённая не разрушившимся образцом, определенная расчетным методом, Дж, where E is the energy absorbed by the non-destroyed sample, determined by the calculation method, J, Е1 - энергия, поглощённая не разрушившимся образцом, определенная калибруемой измерительной системой копра, Дж,E 1 - energy absorbed by a non-destroyed sample, determined by a calibrated measuring system copra, J, при этом в качестве метрологического критерия точности берётся максимальная из определённых относительных погрешностей, а калибровку измерительной системы копра признают успешной при максимальной относительной погрешности не более 1,0%.in this case, the maximum of certain relative errors is taken as the metrological criterion of accuracy, and the calibration of the measuring system of the copra is recognized as successful with a maximum relative error of not more than 1.0%.
RU2022105638A 2022-03-03 Method for calibrating measuring systems of a drop test rig for measuring the work of destruction of samples during tests with a falling weight of a drop test rig RU2793559C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2793559C1 true RU2793559C1 (en) 2023-04-04

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU628430A1 (en) * 1976-12-01 1978-10-15 Научно-Исследовательский И Проектный Институт Обогащения И Механической Обработки Полезных Ископаемых "Уралмеханобр" Method of determining rock failure energy
SU879382A1 (en) * 1979-09-17 1981-11-07 Ждановский Филиал Украинского Государственного Института По Проектированию Металлургических Заводов Colour for specimen impact testing
RU2442121C1 (en) * 2010-08-04 2012-02-10 Закрытое акционерное общество "Металлургприбор" Method for measuring the protection level of heavy large-size products
RU2512084C2 (en) * 2011-07-29 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" Device for testing samples of materials at cyclic loading
EP1690876B1 (en) * 2003-11-28 2016-12-28 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Nonreducing beta-glucan derivative
CN112082726A (en) * 2020-09-18 2020-12-15 陕西千山航空电子有限责任公司 Calibration device and calibration method for protection recorder strong impact test equipment

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU628430A1 (en) * 1976-12-01 1978-10-15 Научно-Исследовательский И Проектный Институт Обогащения И Механической Обработки Полезных Ископаемых "Уралмеханобр" Method of determining rock failure energy
SU879382A1 (en) * 1979-09-17 1981-11-07 Ждановский Филиал Украинского Государственного Института По Проектированию Металлургических Заводов Colour for specimen impact testing
EP1690876B1 (en) * 2003-11-28 2016-12-28 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Nonreducing beta-glucan derivative
RU2442121C1 (en) * 2010-08-04 2012-02-10 Закрытое акционерное общество "Металлургприбор" Method for measuring the protection level of heavy large-size products
RU2512084C2 (en) * 2011-07-29 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" Device for testing samples of materials at cyclic loading
CN112082726A (en) * 2020-09-18 2020-12-15 陕西千山航空电子有限责任公司 Calibration device and calibration method for protection recorder strong impact test equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Raghavendrachar et al. Flexibility by multireference impact testing for bridge diagnostics
EP0519045B1 (en) Non-destructive materials testing apparatus and technique for use in the field
Kaphle Analysis of acoustic emission data for accurate damage assessment for structural health monitoring applications
CN105043865A (en) Testing method for concrete damage fracture performance under double-field coupling
Wang et al. Dynamic testing and evaluation of modulus of elasticity (MOE) of SPF dimensional lumber
CN110455917A (en) A kind of repairing concrete crack quality determining method
US5080732A (en) Method for determining the relative haz toughness of steel
Hasníková et al. Various non-destructive methods for investigation of timber members from a historical structure
Crosley et al. Dynamic fracture toughness of A533 steel
RU2793559C1 (en) Method for calibrating measuring systems of a drop test rig for measuring the work of destruction of samples during tests with a falling weight of a drop test rig
CN104165795B (en) A kind of residue anti-bending bearing capacity assay method of ancient building wooden frame
CN110987791B (en) Test method for determining normal bonding parameters of steel plate and concrete
Popelar et al. An experimental method for determining dynamic fracture toughness
JP6061767B2 (en) Method and apparatus for exploring delamination inside concrete
EP3141305A1 (en) Experimental method to detect the elastic modulus of objects, samples or semi-worked products of various materials
Böhme et al. Assessment of Dynamic Fracture Toughness Values KJc and Reference Temperatures T0, x determined for a German RPV steel at elevated loading rates according to ASTM E1921
Liu et al. Estimation of the stress level on a cross section of a reinforced concrete beam via Acoustic emission Intensity Distribution (AID) analysis
CN109406327A (en) A kind of evaluation of uncertainty in measurement method of impact force traceability system
Lorriot et al. Dynamic analysis of instrumented CHARPY impact tests using specimen deflection measurement and mass-spring models
JPS63113342A (en) Dynamic characteristic measuring apparatus
Bekher et al. Applying impact loading for revealing cracks in glass by acoustic emission method
RU2204817C1 (en) Procedure establishing technical state of materials of structural members
KR102642156B1 (en) A reference block for nondestructive testing and the sensitivity calibration method of using the same
McCowan et al. Evaluation of bias for two charpy impact machines with the same instrumented striker
Wallin et al. Descriptive characteristics of different types of test for irradiation embrittlement