Сергей Валерьевич Маслов,
101990, Москва, Малый Харитоньевский пер., д. 4.
Sergey V. Maslov,
4, Maly Kharitonyevsky per., Moscow, 101990
Цель работы — решение задач построения схем и моделей учета особенностей проведения натурных тензометрических исследований конструкций, эксплуатируемых при температурах до 550 °C, в элементах которых могут возникать местные упругопластические деформации. Для их решения использованы результаты тензометрических исследований теплообменного аппарата, элементы которого подвергаются интенсивным тепловым воздействиям со стороны жидкометаллического теплоносителя с переменной температурой. На основании выполненного анализа предложены схемы построения измерительных систем, использующиеся на различных этапах исследований и позволяющие применять аппаратуру с альтернативными методами питания тензорезисторных преобразователей. Альтернативные схемы построения измерительной системы обеспечивают получение данных об изменении метрологических характеристик первичных преобразователей непосредственно в процессе натурного эксперимента. При этом используется принцип зависимости величины рассеяния температурных характеристик тензорезисторов от изменения температурных составляющих их выходных сигналов. Построена математическая модель ползучести тензорезисторов при высоких температурах. Она основана на результатах, позволивших обосновать экспоненциальную модель изменения неинформативного выходного сигнала, связанного с ползучестью. Обоснована методика определения ползучести тензорезисторов, которая базируется на измерении выходных сигналов при циклически изменяющейся деформации. Предложены алгоритмы учета погрешностей, связанных с ползучестью тензорезисторов в условиях нестационарного теплового нагружения исследуемого теплообменного аппарата. Данные исследований позволили выполнить корректировку экспериментально полученных функций изменения напряженного состояния исследуемой конструкции. Результаты проведенной работы обеспечили повышение достоверности оценки прочности и ресурса конструкций энергетического машиностроения, выполняемой на основе проведенных натурных исследований.
The purpose of the work is to solve the problem of constructing schemes and models taking into account the peculiarities of conducting full-scale strain gauge studies of structures operated at temperatures up to 550°C, in the elements of which local elastoplastic deformations may occur. To solve the problem, the results of strain gauge studies of a heat exchanger, the elements of which are subjected to intense thermal effects from a liquid metal coolant with variable temperature, were used. Based on the analysis performed, schemes for constructing measuring systems are proposed that are used at various stages of research and allow the use of equipment with alternative methods of powering strain gauge transducers. The use of alternative schemes for constructing a measuring system provides data on changes in the metrological characteristics of primary transducers directly in the process of a full-scale experiment. For this purpose, the principle of dependence of the magnitude of the dissipation of the temperature characteristics of strain gauges on changes in the temperature components of their output signals is used. To construct a mathematical model of creep of strain gauges at high temperatures, experimental results were obtained that made it possible to substantiate the exponential model of changes in the uninformative output signal associated with creep. As a result of the analysis performed, a method for determining the creep of strain gauges, based on measuring the output signals under cyclically changing deformation, was substantiated. Algorithms for taking into account errors associated with the creep of strain gauges under conditions of non-stationary thermal loading of the heat exchanger under study are proposed. As a result of the research, an adjustment was made to the experimentally obtained functions for changing the stress state of the structure under study. The results obtained make it possible to increase the reliability of the assessment of the strength and service life of power engineering structures, carried out on the basis of field studies.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.