- •Ю.В. Попков, а.А. КовАленко метрология и контроль качества в строительстве
- •Isbn 978-985-418-867-6
- •Цель и задачи дисциплины
- •2. Виды занятий и формы контроля знаний
- •3. Тематический план лекционного курса
- •Итого: 16 часов
- •4. Тематический план лабораторных занятий
- •5. Рейтинговая система контроля успешности обучения студентов
- •Раздел 1.
- •Предмет и задачи метрологии
- •Основные метрологические параметры и термины.
- •Физическая величина.
- •1.2.2. Измерения, основные характеристики измерений.
- •1.2.3. Эталоны единиц физическмх величин. Поверка средств измерений.
- •2.1. Установление международной системы единиц си
- •2.2. Основные и дополнительные единицы
- •Основные единицы измерения си
- •Дополнительные единицы си
- •2.3. Производные и внесистемные единицы
- •Важнейшие производные единицы си для различных областей науки и техники
- •Внесистемные единицы, допускаемые к применению наравне с единицами си
- •2.4. Кратные и дольные единицы
- •Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц в системе си
- •2.5. Эталоны единиц физических величин
- •2.6. Передача размеров единиц физических единиц
- •2.7. Поверка и калибровка средств измерений
- •3.1. Классификация погрешностей измерений. Правила округления результатов измерений
- •3.2. Систематические погрешности. Способы их обнаружения и устранения
- •3.3. Случайные погрешности измерений
- •Значения функции Лапласа
- •3.4. Обработка результатов измерений, содержащих случайные погрешности
- •Значения коэффициента при числе измерений от 2 до 20 и заданной доверительной вероятности
- •Значения функции Стьюдента
- •3.5. Критерии оценки грубых погрешностей (промахов)
- •Значения критерия Романовского при числе измерений n от 4 до 20
- •3.6. Суммирование погрешностей измерений. Оценка результатов косвенных измерений
- •3.7. Выбор средств измерений
- •Раздел 2.
- •4.1. Показатели качества. Службы производственного контроля.
- •4.2. Методы контроля качества материалов по контрольным образцам.
- •4.3. Методы дефектоскопии конструкций и соединений.
- •5.1. Классификация неразрушающих методов испытаний.
- •5.2. Механические методы.
- •Стрелка; 2- шкала; 3- маятник;4- скоба со спусковым
- •Испытываемая конструкция; 2- кольцо;
- •5.3. Физические методы
- •5.4. Комплексные методы
- •Раздел 3.
- •6.1. Цель и задачи испытаний статической нагрузкой. Отбор конструкций для испытаний
- •6.2. Программа испытаний
- •6.3. Способы нагружения образцов. Грузы и испытательное оборудование
- •6.4. Проведение испытаний.
- •6.5. Критерии оценки результатов испытаний статической нагрузкой
- •6.6. Основы моделирования строительных конструкций
- •6.13. Испытание
- •7.1. Назначение и виды приборов.
- •7.2. Приборы для измерений линейно-угловых перемещений.
- •7.3. Тензометры
- •7.4. Тензорезисторы
- •Раздел 4. Методы и средства испытаний конструкций динамической нагрузкой.
- •8.1. Цель и задачи испытаний динамической нагрузкой
- •8.2. Виды динамических нагрузок и характеристики колебаний
- •8.3. Теоретические основы и классификация средств измерений параметров динамической работы конструкции
- •8.4. Механические приборы для измерений виброперемещений, частот колебаний и регистрации виброграмм.
- •Индикатор; 2- испытываемая конструкция
- •9.1. Оптические приборы
- •9.2. Вибропреобразователи и регистрирующая аппаратура
- •9.3. Способы нагружения и принципы размещения измерительных приборов
- •Рабочая жидкость; 2 – плунжерный барабан; 3 – гидронасос;
- •9.4. Оценка состояний конструкций по результатам динамических испытаний.
- •Словарь метрологических терминов
- •Определение прочности бетона методами неразрушающего контроля
- •1.1. Общие сведения
- •1.1.1. Ультразвуковой импульсный метод
- •1.1.2. Механические методы неразрушающего контроля
- •1.1.3. Метод ударного импульса
- •1.2. Определение основной погрешности прибора ультразвукового контроля прочности ук-10пмс
- •1.3. Определение корректируемого множителя
- •1.4. Порядок выполнения лабораторной работы
- •2.1. Описание методов
- •2.1.1. Ультразвуковой метод определения модуля упругости бетона
- •2.1.2. Определение модуля упругости бетона при нагружении призмы
- •2.2. Порядок выполнения работы
- •3.1. Метод сквозного прозвучивания
- •3.2. Метод продольного профилирования
- •4.1. Приборы и оборудование
- •4.2. Порядок построения градуировочной зависимости (прибор изс-10н)
- •4.3. Порядок определения диаметра арматуры и толщины защитного слоя в железобетонной конструкции прибором изс-10н
- •4.4. Порядок определения диаметра арматуры и толщины защитного слоя в железобетонной конструкции прибором ипа-мг4.01
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Описание методов определения усилия натяжения арматуры
- •5.2.1. Частотный метод определения усилия натяжения
- •5.2.2. Метод поперечной оттяжки
- •5.2.3. Контроль натяжения арматуры по её удлинению
- •Порядок выполнения работы
- •6.1. Описание конструкции фермы
- •6.2. Методика испытания и обработки результатов измерений
- •6.3. Порядок выполнения работы
- •7.1. Общие сведения
- •7.2. Порядок выполнения работы
- •Литература
- •211440 Г. Новополоцк, ул. Блохина, 29
8.3. Теоретические основы и классификация средств измерений параметров динамической работы конструкции
Динамические испытания строительных конструкций отличаются от статических тем, что величина и направление нагрузки не остаются постоянными на этапах загружения, сравнительно быстро изменяются во времени и вызывают линейные и угловые перемещения.
К параметрам линейной вибрации относятся перемещения, скорость, ускорения и резкость (первая производная от ускорения), к параметрам угловой - угол поворота, угловая скорость, угловое ускорение, угловая резкость. Параметрами обоих видов вибрации служат: фаза, частота и коэффициент нелинейных искажений.
Рис.8.11. Схема инерционного вибропреобразователя
Для измерения параметров линейной и угловой вибрации используется внешняя неподвижная система координат, относительно которой крепятся виброизмерительные приборы, фиксирующие абсолютные перемещения. Если создание такой системы затруднительно, применяют подвижную систему отсчета и вибропреобразователи инерционного действия. Основной элемент такого вибропреобразователя — инерционная масса , соединенная с корпусом прибора пружиной жесткостью и демпфирующим элементом с коэффициентом успокоения (рис. 8.11). Корпус прибора совершает колебания вместе с исследуемой конструкцией. Масса перемещается относительно корпуса на величину , которая может быть записана на вращающемся с заданной скоростью барабане. Перемещение пружины - . Следовательно,
Для определения закономерностей движения системы запишем дифференциальное уравнение движения массы по времени :
|
|
Подставив значение , получим
|
(8.3.) |
где точки над буквами обозначают дифференцирование по времени.
Для анализа работы вибропреобразователя введем в уравнение (8.3) следующие обозначения: - частота собственных колебании системы; - коэффициент затухания.
Тогда
|
(8.4.) |
Если в приборе нет демпфирующего элемента и частота собственных колебаний незначительна , то . Пренебрегая произвольными постоянными, получим . Показания прибора будут соответствовать действительным перемещениям испытываемой конструкции. Такой прибор называется виброметром.
Инерционная масса (или сейсмомасса) при податливой пружине практически не меняет своего положения в пространстве.
Если при низкой частоте собственных колебаний в прибор ввести хорошо гасящий колебания демпфирующий элемент, из уравнения (8.4), пренебрегая первым и третьим слагаемыми, получим , откуда .
Такой прибор служит для определения скорости колебании, его называют виброметром скорости (вибровелосиметром). И, наконец, при отсутствии демпфера и высокой частоте колебаний перемещение массы пропорционально ускорению
Такой прибор называется виброметром ускорения (виброакселерометром).
На основании практики динамических испытаний строительных конструкций и работ виброизмерительные приборы можно разделить на две основные группы: контактные и дистанционные (рис. 8.12).
К контактным относятся механические и оптические приборы, применяемые при освидетельствовании конструкций и для приближенного определения параметров колебаний (амплитуд, частот). Аналогично назначение и оптических приборов. Более точные измерения могут быть получены приборами с регистрацией показаний на специальной ленте или бумаге ручным вибрографом или вибрографом Гейгера.
Виброизмерительные приборы |
Контактные |
|
Дистанционные |
Механические |
|
Оптические |
|
Первичные вибропреобразователи |
|
Вторичные приборы и регистрирующие устройства |
Простейшие |
|
С регистра- цией показаний |
|
Пассивные |
|
Активные |
Амплитудоизмерители |
|
Частотомеры |
|
|
|
Ручной виброграф |
|
Виброграф Гейгера |
|
Вибромарка |
|
Зеркальные и др. |
|
Индукционные |
|
Пьезоэлектрические |
|
Индуктивные |
|
Резистивные |
|
Усилители и тензостанции |
|
Осциллограф |
|
Самопишущие приборы |
|
Магнитографы, эпюрографы |
|
Вспомогательные приборы |
Рис.8.12. Классификация приборов для динамических испытаний
Бесспорными преимуществами обладают дистанционно работающие вибропреобразователи, устанавливаемые на испытываемой конструкции (первичные приборы). Их сигнал записывается вторичными приборами, помещенными на определенном расстоянии от испытываемой конструкции.
Процесс измерения динамических характеристик испытываемой конструкции обычно состоит из следующих операций:
а) преобразования измеряемой величины в другую физическую величину, более удобную для измерения;
б) измерения вторичной физической величины;
в) регистрации измерении;
г) обработки результатов измерений.