автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.01, диссертация на тему:Метод измерения электрического сопротивления для контроля механических напряжений в стальных конструкциях

На правах рукописи

Улыбин Алексей Владимирович

004613686

МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ

Специальность: 05.11.01 Приборы и методы измерения (измерения механических величин)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 3 ?щ

Санкт-Петербург - 2010

004618686

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшег профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный пол технический университет»

Научный руководитель,

доктор технических наук

доктор технических нау Ватин Николай Иванови1

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Мазин Валерий Дмитриеви1

кандидат технических наук, доцен Павлов Игорь Валерьеви1

Ведущая организация:

Санкт-Петербургский государственны! университет информационных технологи" механики и оптики 197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., 4!

Защита состоится " 30 " декабря 2010 года в 15-30 на заседании диссертаци ного совета Д 212.229.10 при Государственном образовательном учреждении вь шего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный литехнический университет» по адресу: 195251, Санкт-Петербург, ул. Политехни екая д. 29.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ГО^ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет»

Автореферат разослан «-¿V » ио.%с!7, г. 2010 г. Ученый секретарь диссертационного

совета Д 212.229.10

Кандидат технических наук, доцент

Кудряшов Э.А.

Общая характеристика работы

Актуальность темы исследования

В настоящее время в России и других странах строится и эксплуатируется большое количество зданий и сооружений с несущими строительными конструкциями, выполненными из стали. В связи с большим сроком эксплуатации существующих конструкций, а также большой неопределенностью совокупности факторов, влияющих на их работу, имеется необходимость проведения мониторинга их состояния. Необходимость проведения работ по мониторингу обосновывается требованиями ФЗ РФ № 384 от 30.12.2009 «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», ГОСТ Р 53778-2010 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния» и других документов.

Одним из основных параметров, контроль которых производится при мониторинге технического состояния, являются эксплуатационные механические напряжения в элементах стальных конструкций. Известные методы неразрушающего контроля напряженного состояния в ряде случаев не могут быть использованы достаточно полно, либо их использование затруднено, экономически нецелесообразно или неэффективно.

Для особо важных зданий и сооружений актуальным является разработка и применение альтернативных средств мониторинга. Совокупное применение исследуемого в настоящей работе резистивного электроконтактного метода с другими традиционными методами контроля приведет к повышению безопасности строительных объектов и срока их эксплуатации.

Целью работы является повышение надежности, эксплуатационной безопасности и срока службы стальных строительных конструкций за счет применения резистивного эпектроконтактного метода для контроля механических напряжений.

Основные задачи исследования

1. Теоретически исследовать и определить зависимость электрического сопротивления, измеряемого в поверхностном слое стальных элементов при пропускании через него электрического тока, от эксплуатационных одноосных механических напряжений растяжения-сжатия.

2. Провести экспериментальные исследования влияния внешних факторов имеющих место при мониторинге напряженного состояния строительны конструкций, на результаты измерений.

3. Разработать технологию применения и внедрить резистивный электро контактный метод для мониторинга напряжений в стальных конструкциях.

Объектом исследования являются элементы стальных конструкций эксплуа тируемых зданий и сооружений.

Предметом исследования является метод измерения механических напря жений в стальных элементах строительных конструкций посредством измерени электрического сопротивления.

Методы исследования

Зависимость электрического сопротивления от механических напряжений ис следовалась теоретико-экспериментальным методом.

Задачи исследования решались на основе применения апробированных раз рушающих и неразрушающих методов контроля, численных методов расчета, при кладной статистики и интерпретации статистических данных. Экспериментальны данные получены в ходе исследования физических моделей.

Научная новизна

1. Обнаружена и исследована аномально высокая чувствительность электро резистивного эффекта в ферромагнитных конструкционных материалах с ко эффициентом чувствительности ДР/Я, достигающим 2*10 4 МПа"1.

2. Теоретически выявлена и экспериментально подтверждена линейная зави симость между электрическим сопротивлением (Я), измеряемым на пере менном токе, и одноосными механическими напряжениями растяжения сжатия (о) при деформировании конструкционных сталей, обусловленна изменением магнитной проницаемости стали.

3. Разработан, апробирован и внедрен метод неразрушающего контроля од ноосных напряжений в элементах стальных конструкций, основанный на из мерении электрического сопротивления стали.

Практическая значимость работы

Использование результатов работы позволяет применять резистивный электроконтактный метод для кратковременного и длительного мониторинга напряжений в стальных элементах эксплуатируемых конструкций зданий и сооружений.

Результаты работы внедрены в ведущих организациях Санкт-Петербурга, специализирующихся на техническом обследовании и экспертизе промышленной безопасности зданий и сооружений: ООО «Высокие экспертные строительные технологии», ЗАО «НПО Ленкор», ПНИПКУ «Венчур».

Результаты исследования использованы при совершенствовании и разработке модификаций прибора СИТОН-ТЕСТ в ООО «Полюс-Тест» (Санкт-Петербург).

Степень достоверности результатов исследований

Достоверность результатов исследований подтверждается:

- проверкой теоретически установленной зависимости экспериментальным путем и метрологическим анализом результатов;

- применением оборудования, приборов и инструментов, прошедших метрологическую поверку и калибровку;

- использованием апробированных методов, методик и способов контроля, достоверностью исходных, расчетных и экспериментальных данных;

- использованием фундаментальных и общепринятых в физике и механике твердого тела положений, теорий, гипотез и допущений.

Положения, выносимые на защиту:

1. Линейная связь между электрическим сопротивлением (R), измеряемым на переменном токе, и одноосными механическими напряжениями растяжения - сжатия (а) при деформировании конструкционных сталей.

2. Аномально высокая чувствительность электрического сопротивления при изменении механических напряжений, характеризующаяся коэффициентом г) = AR/R, достигающим 2ЧСГ4 МПа"1, и обусловленная изменением магнитной проницаемости стали.

3. Применимость резистивного электроконтактного метода для мониторинга напряженно-деформированного состояния элементов эксплуатируемых стальных конструкций перекрытий.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждалис на 6 научно-практических конференциях, в том числе в ГОУ СПбГАСУ ГОУ СПбВИТУ и ГОУ СПбГПУ.

Публикации. Основные положения диссертационной работы изложены опубликованных в открытой печати 7 трудах. Из них 3 статьи в журналах, реко мендуемых ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав основных выводов, списка используемой литературы и 2 приложений. Объем ра боты составляет 115 страниц машинописного текста, 49 рисунков, 9 таблиц и приложения. Список литературы состоит из 75 наименований, из них 66 на рус ском языке.

Содержание работы.

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и зада чи исследований, отмечена научная новизна, практическая ценность и основны положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена современной ситуации в области исследования.

Описаны основные параметры, характеризующие напряженно деформированное состояние стальных конструкций, приведена классификаци механических напряжений по их видам. Кратко рассмотрены стадии работы сталь ных элементов под нагрузкой и современные представления о процессе разруше ния. Указаны ученые, труды которых внесли основополагающий вклад в развити данной отрасли науки.

Во второй части главы проанализированы основные достижения в облает неразрушающего контроля напряженно-деформированного состояния металлов, в том числе стали, применимые к исследованию эксплуатируемых стальных конст рукций.

Наибольший вклад в развитие методов неразрушающего контроля внесли советские ученые Р.И. Янус, Л.Г. Меркулов, С.Т.Назаров, С.В.Румынцев, М.Н.Михеев, С.Я. Соколов и многие другие.

Основным широко применяемым методом контроля напряженно-деформированного состояния конструкций является тензометрия с помощью тен-зорезистивных датчиков. Данный метод имеет ряд недостатков, таких как трудоем-

кость, выборочность контроля и других.

Рассмотрены основные применяемые методы неразрушающего контроля: механические (тензометрические), магнитные, акустические, радиационные, а также метод упругих колебаний. Описаны основные преимущества методов, а также их недостатки. Проанализированы основополагающие зависимости, используемые для контроля и измерения напряжений различными неразрушающими методами.

Так при использовании рентгеновской дифрактометрии в работах САИванова, И. Крауса и др. применяется уравнение дифракции (уравнение Вуль-фа-Брега):

п1 = 2сМ1 этО. (1)

В результате исследований В.Е.Гордиенко по применению магнитоферрозон-дового метода для измерения механических напряжений выявлена зависимость напряженности магнитного поля рассеяния Нр от действующих в стали напряжений вида

И±-={а+Х*.]+еЫ2) /(,+¿Ы+¿Ы2) (2)

ИГ» 1а>»\ 1°»]

В работах М.С.Бахарева и М.Г.Баширова описаны зависимости коэрцитивной силы Не, измеряемой вдоль приложения напряжений, от их величины:

Нг=[н''.-А1(\-е-^)\-0+т1а) (3)

При применении ультразвуковых методов контроля механических напряжений используются следующие зависимости:

с с с с

=(—Т.---Т.-

С С С С

, """И',- Л> "■'И'.-ЧГО .. „

£7, +<Т. =(-;-+---)В ,

С С

где Сбо, Сэхг, Сэх3 - скорости распространения ультразвуковых поперечных волн. Всестороннее исследование данного эффекта приведено в работах А.А.Самокрутова и В.Т.Боброва.

Большой вклад в развитие и исследование метода магнитной памяти металла внес ААДубов вместе с коллегами. В работах В.Л. Венгриновича, А.М.Народицкого и др. предлагается использовать эффект Баркгаузена для контроля механических напряжений.

На основе анализа источников выявлены причины, по которым вышеперечисленные методы не применяются для контроля напряжений в стальных строи-

тельных конструкциях, либо их применение сопровождается рядом ограничений.

В завершении главы описан исследуемый в работе резистивный электрокон тактный метод неразрушающего контроля, который разработан для оценки оста точных механических напряжений сохраняющихся в металлических изделиях по еле их изготовления. Метод не применялся для контроля эксплуатационных меха нических напряжений, вызываемых внешними воздействиями. Основополагающи исследования данного метода произведены в конце XX века С.Ю.Ивановым Д.В.Васильковым и В.Э.Хитриком. Исследованием метода в последние нескольк лет, а также разработкой аппаратуры для его применения занимается С.Д. Ва сильков.

Метод основан на измерении электрического сопротивления на участке по верхностного слоя металла при подаче к нему переменного тока. Если рассмот реть участок плоского проводника с протекающим по нему током I от какого-либ внешнего устройства, то сопротивление Яак такого проводника при постоянном то ке выражается формулой:

К„= = Р-~, (5)

л Ь-п

где: р - удельное электрическое сопротивление материала; /- длина участка, по ко торому проходит ток; Э = Ь*1п - площадь поперечного сечения проводника.

Как известно, при переменном токе к активной составляющей сопротивлени Я добавляется реактивная часть, состоящая из индуктивной и емкостной состав ляющей. Учитывая, что при исследованиях резистивным электроконтактным мето дом измерения проводятся при постоянной частоте тока и база между электрода ми неизменна, примем как допущение, что реактивная составляющая сопротивле ния постоянна, то есть не изменяется при изменении механических напряжений.

Далее по тексту общее сопротивление участка проводника на переменном токе, измеряемое в ходе исследований, будет обозначаться Я.

Отмечены факторы, указывающие на перспективность применения данного метода для контроля эксплуатационных механических напряжений в стальных конструкциях, среди которых: портативность, быстрота и низкая трудоемкость измерений, относительно низкая стоимость оборудования и другие.

Во второй главе изложены теоретические основы применения резистивного электроконтактного метода для контроля эксплуатационных механических напряжений в стальных конструкциях.

Изменение электрического сопротивления при деформировании материала согласно зависимости (5) может быть обусловлено тремя эффектами.

1. Изменением удельного сопротивления материала (р) при изменении его напряженного состояния. Данный эффект называется пьезорезистивным и используется в различных датчиках высоких давлений. Одним из видов датчиков, работающих за счет пьезорезистивного эффекта, являются манганиновые датчики давления, коэффициент эластосопротивления которых достигает значений п =йр/р = 2.5'Ю"5 МПа"1. Влияние данного эффекта в обычных металлических проводниках, в том числе стальных, настолько мало, что им обычно пренебрегают.

Таблица 1. Параметры проводниковых материалов, _1_применяемых в тензометрии, и стали

Материал Коэффициент тензочувствительности, (АЯ/Я)/е Удельное электрическое сопротивление, мкОм*м Температурный коэффициент сопротивления 10"3*°С"1

Константан 2,0 0,44-0,52 0,05

Нихром 2,1-2,3 1,0-1,1 0,1

Манганин 2,0 0,40-0,48 0,002-0,01

Сталь не изучен 0,10-0,40 1,0-4,0

2. Изменением длины и сечения проводника (/) при его деформировании. Данный эффект используется в тензорезисторах. Датчики, основанные на данном эффекте, имеют коэффициент тензочувствительности равный примерно 2 (табл. 1). Это означает, что при напряжениях соответствующих пределу упругости, например в стали С 235, относительная деформация (с) составит около 0,1 %, а изменение сопротивления около 0,2% от абсолютного значения.

3. Известно, что при подаче к поверхности проводника переменного тока высокой частоты имеет место скин-эффект, при котором токи высокой частоты сосредотачиваются у той поверхности проводника, которая является ближайшей к источникам поля, вызывающим появление токов.

Глубина проникновения тока И в проводнике определяется выражением:

где - частота тока, Гц; р - абсолютная магнитная проницаемость материала, Гн/м; у - удельная электропроводность материала, См/м.

Магнитная проницаемость материала является переменной величиной и, в

том числе, зависит от напряженного состояния. На данном явлении основан ря магнитных методов неразрушающего контроля напряжений, в частности в работа М.С.Бахарева имеется зависимость:

Мн

М =

\-ц„К<У1П

(7)

где ц„ - начальная относительная проницаемость материала; Ло- константа магнитострикции ферромагнетика; ст - одноосные напряжения растя жения - сжатия (при растяжении имеют положительную величину).

С использованием вышеуказанных выражений (5-7), автором получена зави симость следующего вида:

R-d

я-f-M,,

(8)

С учетом магнитной постоянной (ц0 = 4л10"7 Гн/м), константы магнитострикци стали (Х0=5*10'6 МПа"1), того, что удельная электрическая проводимость у=1/р (для стали р= 140 мОм*мкм), приняв цн=200, пренебрегая незначительным изменением р и считая частоту тока постоянной, получим зависимость, представленную на рис.1.

Механические напряжения,с ,МПа

-Теоретическая зависимость И от напряжений ■Линейная зависимость е области сжатия - Линейная зависимость в области растяжения

Рис. 1 Теоретическая зависимость электрического сопротивления от напряжений

растяжения-сжатия

Отмечено, что по результатам исследований М.Г.Баширова, после перехода стали в пластическую зону работы величина магнитной проницаемости уменьшается и, соответственно, зависимость (Р-ст) должна измениться на обратную.

При упругой работе конструкционных сталей в строительных конструкциях механические напряжения обычно не превышают значений ±300 МПа. Поэтому для данного диапазона значений можно пренебречь нелинейностью зависимости в зонах от 0 до <тт при растяжении и от 0 до ат при сжатии с погрешностью до 2,0% от величины напряжений. Однако надо учитывать, что чувствительность зависимости при растягивающих и сжимающих напряжениях не одинакова.

В результате теоретического исследования, проведенного в работе выявлен эффект изменения электрического сопротивления при изменении напряженного состояния за счет изменения магнитной проницаемости. Назовем его магниторе-зистивный тензоэффект, а коэффициент чувствительности, характеризующий зависимость относительного сопротивления ДК/Ио от механических напряжений ст, коэффициент чувствительности магниторезистивного тензоэффекта и обозначим г].

Для рассматриваемого примера (рис.1) в диапазоне до ±300 МПа, Г1Р=1,7*10"4 МПа"1 при растяжении и г|с=1,5*10"4 МПа"1 при сжатии.

Таким образом, выявленная автором зависимость изменения электрического сопротивления на переменном токе от механических напряжений, обусловленная изменением магнитной проницаемости стали, имеет чувствительность приблизительно в 20 раз превышающую чувствительность проводниковых тензорезисторов. Этот фактор доказывает перспективность исследования данной зависимости (Я-а) для применения в ходе мониторинга механических напряжений в строительных конструкциях при их упругой работе.

В третьей главе рассмотрены используемые в ходе экспериментальных исследований модели и оборудование, а также приведена информация о прочих условиях эксперимента. Эксперимент проводился для подтверждения теоретической зависимости электрического сопротивления от механических напряжений, возникающих в стальных конструкциях при их эксплуатации. Для выполнения поставленных задач проведено более 200 экспериментов.

Исследования зависимости (К-а) выполнялись методом физического моделирования на 18 образцах - моделях, отобранных из прокатных стальных профи-

лей, и на крупномасштабной балке двутаврового сечения. В ходе исследования зависимости сопротивления от одноосных напряжений растяжения сжатия использовались конструкционные стали ВСтЗсп, ВСтЗпс и 09Г2С, выбранные как наибо лее часто используемые в строительных конструкциях (табл.2). Для выявления влияния на зависимость вида металла помимо вышеуказанных материалов в исследованиях использованы образцы из сталей 60С2 и 08Х18Н10Т, а также образцы из меди марки ММ.

Таблица 2. Марки сталей, применяемых в строительстве

Наименование строительных сталей Группа конструкций по СНиП 11-23-81* Марка стали по ГОСТ 27772-88

С235 3 СтЗ кп

С245 2,3 СтЗ пс, СтЗ сп

С255 1,2,3 СтЗ пс, СтЗ сп

С275 2,3 СтЗ пс

С285 1,2,3 СтЗ пс, СтЗ сп

С345 1,2,3 0ЭГ2С,12Г2С

С375 1,2,3 09Г2С,12Г2С

С390 1,2,3 14Г2АФ, 10ХСНД

С440 1,2,3 16Г2АФ

С590 2,3 12Г2СМФ

Параметры применяемого в ходе измерений оборудования приведены в табл. 3.

Таблица 3. Параметры применяемого в экспериментах оборудования

№ Наименование Применение Зав.№ Диап. изм. Погрешность измер.

1 Разрывная машина Р-20 Растяжение моделей 805 200 кН 0,4кН

2 Динамометр ДР-2 измерение силы, изгибающей балку 3670 20 кН 0,5кН

3 Измеритель температуры воздуха ТЦ-1У Измерение температуры воздуха 0564 -55 +125°С 0,1 °С

4 Индикатор ИЧЦ(3)-50 Измерение прогиба моделей при изгибе 05080 04 50 мм 0,01мм

5 Микрометр МК-25 Измерение толщины моделей 02056 25 мм 0,01 мм

6 Штангенциркуль ШЦ-Ш-400/0,05 Измерение длины моделей 174401 400 мм 0,05 мм

7 Оптический дальномер Leica Disto А5 Измерение длины двутавровой балки 10603 52380 200м 1 мм

Для создания растягивающих напряжений в исследуемых моделях применялась разрывная машина Р-20. Механические напряжения определялись по формуле

ст = F/A=P/(a*b), (9)

где ст - максимальные механические напряжения, возникающие в поверхностном слое сечения модели, МПа, F - растягивающее усилие, создаваемое разрывной машиной, кН, а - ширина сечения модели, мм, b - толщина сечения модели, мм.

При этом расчетная погрешность создаваемых эксплуатационных механических напряжений не превышает

_ A F A a A b 0,4 0,05 0,01

у„= -+ — + — =-+-+ —— = 0,7%

' Fab 150 30 10

Для создания в поверхностном слое моделей растягивающих и сжимающих напряжений производился их поперечный изгиб, для чего использовался стенд, изготовленный в ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский институт машиностроения». Расчетная схема модели - консольная балка. Напряжения, возникающие в поверхностном слое моделей, определялись по зависимости

<7 = 3 fEI IWI = Ъ fEb / 21, (10)

где f- прогиб свободного конца модели, мм, Е-модуль упругости стали, МПа, /длина балки, мм.

Погрешность создаваемых механических напряжений не превышает

Дf ДЕ ДЬ А/ 0,01 2000 0,01 0,1 , „„,

Уст = — +-+ — + — --+-+ —— + —^-=1,35%

/ Е b I 5 200000 10 200

Для создания в поверхностных слоях балки переменного сечения (балки равного сопротивления) механических напряжений растяжения и сжатия к ее свободному концу при консольном опирании прикладывалась изгибающая сила с помощью грузов известной массы. Напряжения, возникающие в поверхностном слое балки, определялись по зависимости

ст„„„. = N ■ I/ W = 6N ■ I ■ /ab2, (11)

где N- усилие, прилагаемое к концу консоли, навешиваемыми грузами, кН.

При этом расчетная погрешность величины создаваемых механических напряжений не превышает

_ AN Al Аа . Ab 0,1 0,1 0,1 ,0,01

Ya = -+ — + — + 2— = —-—h —— + — + 2—— = 0,48%

Nia b 1000 400 40 10

Для создания напряжений в сечениях крупномасштабной модели использо-

13

вался стенд, сконструированный автором для проведения экспериментов в лаборатории кафедры ТОЭС ГОУ «СПбГПУ». Данный стенд (рис.2) позволяет упруго деформировать крупномасштабную стальную балку за счет приложения к ней ступенчатой нагрузки при поперечном изгибе, а также производить ее пошаговую разгрузку. Максимальные напряжения, возникающие в поверхностном слое верхней и нижней полок двутавра в середине пролета, определялись по зависимости

а=Р-11Ш, (12)

где Р- сила, прилагаемая к балке в середине пролета, кН, \Л/- момент сопротивления двутавровой балки, см3.

При этом расчетная погрешность величины создаваемых механических напряжений не превышает

_ АР М ЛГ

Та--+-+-:

Р I 1¥

Хомцтобый захбот Дбцтовр №16Б1

Каткобоя опора с! 20

-^ + -^- + 0,006 = 1,6% 20 3100

|0Х= *М|ш/\л/

Мтох. Р1Д

Рис. 2 Схема и внешний вид экспериментального стенда для исследований крупномасштабной модели

Для измерения удельного электросопротивления использован прибор СИТОН-ТЕСТ, разработанный в ООО «Полюс-Тест» коллективом разработчиков, в ! том числе, С.Д.Васильковым. Датчик прибора выполнен четырехзондовым с продольным расположением электродов. Принципиальная схема прибора представлена на рис.3, а внешний вид на рис. 4,5.

Электронный блок

>1

Рис. 3 Схема измерительной аппаратуры:

в - генератор, формирующий задающий сигнал переменной частоты; V- вольтметр, определяющий сигнал-отклик электрического напряжения; ^ - частота сигнала, определяющая глубину залегания тока.

Рис. 4 Внешний вид аппаратуры СИТОН-ТЕСТ (электронный блок, датчик со струбциной) Д^Г^^Г

Четырехзондовый датчик прибора (рис.5) имеет расстояние между подающими электродами 26 мм и 13 мм между измеряющими. Электроды выполнены из бериллиевой бронзы. Площадь касания каждого электрода датчика с поверхно-

15

Аппаратная часть прибора состоит из 16-разрядных АЦП и генератора, подающего к исследуемому объекту переменный ток с частотами в диапазоне 16 ...8000 кГц.

Погрешность измерения силы подаваемого тока определяется как

А/ 1

Г'=Т = Ш=0'2%-

Погрешность измерения напряжения составляет

Аи 1

Таким образом, погрешность измерения сопротивления не превышает 0,5%.

стью исследуемого объекта составляет 0,5 мм2. Прижим датчика к объекту исследования осуществляется струбциной (рис.4).

Оценена погрешность измерений, вызванная смещением электродов датчика и изменением площади контакта с исследуемым объектом. Исходя из площади контактов датчика и прочности их материала, предельная сжимающая нагрузка, которую можно прилагать к подающим электродам составляет приблизительно 1,0 кН. Усилия, создаваемые струбциной, не превышают 0,4 кН. Таким образом, при прижатии электродов площадь соприкосновения может изменяться только вследствие «плохого» контакта с поверхностью, который можно качественно отслеживать по силе тока.

Погрешность измерения может быть вызвана изменением расстояния между электродами датчика и составляет

Д/// = 0,1/13 = 0,8%.

Проанализировано влияние краевого эффекта (изменение электрического сопротивления при различном расположении электродов датчика относительно края исследуемого объекта и его толщины), известное по литературным источникам. Учитывая, что по результатам исследований, представленных в пятой главе, место расположения датчика в ходе контроля напряжений должно оставаться неизменным, и то, что основным измеряемым параметром является изменение сопротивления, а не его абсолютная величина, влияние краевого эффекта не исследовано. Однако в ходе экспериментов использованы рекомендации по снижению влияния краевого эффекта, а именно: установка датчика перпендикулярно к краю объекта и с максимально возможным удалением крайнего электрода от края объекта.

В четвертой главе приведены результаты экспериментов по измерению электрического сопротивления без изменения напряженно-деформированного состояния исследуемых моделей. Описаны результаты исследований по определению факторов, влияющих на погрешность измерений, и величины погрешности.

Выявлено, что при различных частотах тока и соответствующих им различных глубинах исследуемого слоя наименьшим коэффициентом вариации характеризуются измерения на частоте 16 кГц (расчетной глубине 107 мкм от поверхности образца). Данная глубина является наиболее рациональной по ряду критериев для проведения измерений и мониторинга на реальных объектах и использована в

ходе дальнейших экспериментов.

Для сопоставления погрешностей измерения при различных условиях используется коэффициент вариации результатов измерения, определяемый как

v = ff/l, (12)

где о- среднее квадратичное отклонение в выборке, X - математическое ожидание значений в выборке.

Измерения на данной глубине, производимые без отрыва электродов датчика и изменения прочих условий характеризуется коэффициентом вариации V= 0,10,2%.

Выявлено, что при отрыве ножек датчика (потере контакта) с последующим присоединением в ту же точку, коэффициент вариации (рис.6) увеличивается незначительно (V= 0,20н-0,25 %). Для минимизации разброса значений при каждом измерении расположение датчика на образце должно оставаться неизменным. Это обеспечивается нанесением на поверхность образца меток под электроды датчика, которые могут быть выполнены сверлением или кернением.

Рис. 6 Влияние погрешность измерения

перемещения датчика: 0-30 без отрыва датчика; 31 -50 с отрывом и установкой без поворота по меткам; 51-80 с отрывом и установкой с поворотом на 180° по меткам; 81-110 с отрывом и установкой вне меток 111-140 с перемещением по поверхности на длине 150 мм

При перемещении датчика по поверхности образца, как незначительно (1-5 мм), так и на большую величину коэффициент вариации значений ЭУС увеличивается в несколько раз и достигает N/=2-5% (рис.6). Из этого следует, что при проведении мониторинга измерения необходимо проводить в одной (или нескольких) заранее выбранных точках, без изменения их расположения на поверхности объекта. Выбор исследуемых точек может быть произведен по результатам расчета аналитической или цифровой (компьютерной) модели конструкции, либо применения других неразрушающих методов контроля.

0.69

0.68

2 0.67

0.66

0.65

0.64

I I I I I I I I

I I

-I—k

I I t

4*>| I I

Луг

i i

i i

I i l i i i I I i i

-i—i-

ЧГ

Г

I I

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150

Ыл ..—___—...

Произведены экспериментальные исследования влияния на электрическое сопротивление и погрешность измерения методов обработки поверхности моделей и термообработки. В качестве используемых видов механической обработки исследовано влияние зачистки с помощью корщетки (На=2,0-3,0 мкм) и шлифования (Ка=0,3-0,5 мкм). Обработка шлифованием приводит к уменьшению разброса значений сопротивления. Однако величина коэффициента вариации сохраняет высокие значения и достигает N/=2,4%. По результатам измерений после химического травления стали на глубину до 500 мкм выявлено, что величина коэффициента вариации уменьшилась до 0,8%. Высокотемпературный отжиг при температуре 900 °С не привел к существенному снижению коэффициента вариации, значения которого составили \/=1,5-4,0%.

Экспериментально исследовано влияние температуры на электрическое сопротивление. Измерения выполнялись при температурах от -20 до 40 °С. Полученная экспериментальная зависимость сопротивления от температуры линейная. Экспериментально установленный температурный коэффициент сопротивления для стали марки СтЗсп составил 1,3*103 °С~\ при табличном значении данного коэффициента для сталей 1,0 - 4,0 *103 °С"1.

Исходя из величины коэффициента чувствительности магниторезистивного тензоэффекта, изменение температуры на 1 °С приведет к погрешности измерения напряжений в 8-9 МПа. Для уменьшения погрешности измерений при практическом использовании метода необходимо вводить поправку. Поправка вводится за счет температурного коэффициента сопротивления и измерения температуры с точностью 0,5 °С, что сопоставимо с абсолютной погрешностью измерения напряжений ±5 МПа.

В пятой главе приведены результаты экспериментальных исследований зависимости сопротивления от одноосных напряжений растяжения - сжатия в ходе малоциклового упругого деформирования исследуемых моделей, а также при деформациях за пределом упругости.

Экспериментально показано, что зависимость от растягивающих напряжений, создаваемых как чистым растяжением, так и поперечным изгибом моделей линейная. То же зафиксировано и при сжимающих напряжениях. Коэффициент корреляции между сопротивлением и механическими напряжениями по результатам статистической обработки данных имеет значение для всех экспериментов в диапазоне 0,950-0,999.

Регрессионная зависимость электрического сопротивления от механических напряжений, определенная методом наименьших квадратов, имеет вид:

КАа

г]-К, -А/+-

(13)

где Ю - температурный коэффициент сопротивления (экспериментальное значение 1,3*10"3 °С"1);

Д1 - изменение температуры, °С ;

Ка - экспериментальный коэффициент чувствительности, зависящий от марки стали и знака напряжений (0,1+0,02 мкОм/МПа);

До - абсолютное изменение механических напряжений, МПа;

1^0 - начальное электрическое сопротивление без дополнительных механических напряжений, мкОм.

Для определения изменения величины напряжений зависимость (13) преобразуется в следующий вид:

Д<т = '

К

(14)

Экспериментальные зависимости, полученные при упругом деформировании растяжения и сжатия различных исследуемых моделей представлена на рис.7.

Рис. 7 Зависимости относительного изменения электрического сопротивления от отношения напряжений а к пределу текучести ат при растяжении и сжатии моделей

|-5-96—

я

' 1.

00 -0 50 +++0 + + й, Ю 0 50 1.00

+ д *

о Модель 1 СтЗсп - сжатие

д Модепь 2 СтЗсп - сжатие

х Модепь 1 СтЗсп -окатие/р зстяжение

• Модепь 3 СтЗпс - растяжение

а Модепь 5 СтЗпс - растяжение + Модепь 5 СтЗпс - сжатие ■ Модепь 6 СтЗпс - растяжение

• Модепь 12 09Г2С ■ окатие/р астяженке

« Двутавр 16 СтЗсп - растяжение

Механические напряжения о7о>

По опытным зависимостям, представленным на рис.7, видно, что при сжимающих и растягивающих напряжениях сопротивление изменяется линейно для всех исследованных моделей. Однако коэффициент чувствительности К„ для раз-

ных моделей изменяется в диапазоне ± 10%.

Экспериментально установлено, что на немагнитных материалах зависимость отсутствует (рис.8). Это подтверждает что, основным, влияющим на изменение электрического сопротивления фактором является именно магнитная проницаемость материала.

а.

¡5 <

I

ф с

т ^

I-

о о.

0)

1

ш

X ф

2

в СтЗ » 09Г2С-1 о СтЗпс <> 80С2 -- Медь --08Х18Н10Т -Лин регрессия Медь -Лин. регрессия 09Г2С-'

Механические напряжения, а/ат

Рис. 8 Влияние вида металла на зависимость сопротивления от механических напряжений

Выявлено, что при последовательном нагружении и разгрузке материала отмечается гистерезис зависимости. Гистерезисный вид зависимости обусловлен релаксацией напряжений после снятия нагрузки. Петля гистерезиса замкнута. При циклической загрузке и разгрузке зависимость в каждом цикле повторяет предыдущий (рис.9).

<D S X Ф

с;

m s к

o

o O

o * 0} 2 Sttf

o CD T

s

Q.

c

Ф

e; O

555,00 л

550,00

545,00

540,Oü

535,00

—_ ».....у.........«-' § - *— i

Ж ' . л?' ., у*'..... * fr- *

у ■ л й-" «--'/л.....-а - у

: ' - У

0,00

50,00 tOO,00 150,00

Механические напряжения, о, МПа

— Цикл №1 ■■■■ Цикл №2

- Цикл №3 Цикл №4

■ Цикл N95

Рис. 9 Зависимость сопротивления от растягивающих напряжений в ходе 5 циклов деформирования крупномасштабной модели двутавровой балки

Экспериментально установлено, что при переходе металла в зону пластических деформаций, обусловленных как достижением предела текучести всем сечением элемента (рис.10), так и влиянием остаточных напряжений в поверхностном слое (рис.11), зависимость изменяется на обратную. Данный эффект подтверждается свойством магнитной проницаемости стали уменьшаться при растяжении за пределом упругости.

Механические напряжения стлтт

Рис. 10 Зависимость сопротивления от растягивающих напряжений в упругой и пластической зонах работы стали

„,с 1

\

/

со.,

/

/

-300 -200 -100 0 100 200 300

Механические напряжения, .т МПа

Рис. 11 Зависимость сопротивления от напряжений при разгрузке сжатия и растяжении на шлифованной поверхности

Приведены результаты экспериментальных исследований влияния на вид зависимости и коэффициент чувствительности факторов, имеющих место при прак-

тическом применении метода в натурных условиях. Среди таких факторов рассмотрены: температура (от - 20 до 40 °С), марка стали, толщина исследуемого элемента (от 4 до 10 мм), сила прижатия электродов датчика к поверхности исследуемого объекта, вид и степень обработки поверхности, влияние краевого эффекта.

Показано, что изменение температуры стали в диапазоне от -20 до 40 °С не влияет на коэффициент чувствительности ка.

Экспериментально выявлено, что обработка поверхности шлифованием при воздействии растягивающих напряжений изменяет вид зависимости (рис.11). Данный эффект обусловлен формированием при шлифовке остаточных растягивающих напряжений, которые суммируясь с прилагаемыми напряжениями приводят к пластической деформации материала в поверхностном слое.

"-у-.--Без обработки

•• -й-•— Зачистка, Ра=2,5мкм. Т-

Зачистка. Ра=2,5мкм. Т=

—*— Зачистка. Ра=2.5мкм, Т= 3 мин.

Зачистка. Ра=2.5мкм Т= 5 мин

.«...-Шлифовка. Ра=0,5 мкм ■■•:•••• Шлифовка. Ра-С.З мкм

Рис. 12 Влияние вида обработки поверхности на зависимость сопротивления

от напряжений

В шестой главе проанализированы результаты проведенных исследований, с точки зрения применимости резистивного электроконтактного метода для мониторинга напряженно-деформированного состояния эксплуатируемых стальных конструкций зданий и сооружений.

На основе результатов теоретико-экспериментальных исследований предложена технология мониторинга эксплуатационных механических напряжений в конструкциях с помощью резистивного электроконтактного метода.

Технология заключается в измерении абсолютного значения электрического сопротивления на предварительно выбранном исследуемом участке конструкции до приложения/снятия нагрузок, выполнении градуировки по отобранным образ-

/у'"' ¿ь' '

Ж* —.

/^к*______*' >-•*■' ..--> -.......... ......... •

0 50 100 150 200 250

Механические напряжения ст. МПа

цам при их испытании на растяжение и повторном измерении значения сопротивления в интересующий момент времени после изменения величины нагрузки. Приращение напряжений определяется по выявленной зависимости (14) с учетом температурного коэффициента К( и уточненного коэффициента чувствительности Ка.

Основные результаты диссертационной работы

1. Выявлена теоретическая зависимость электрического сопротивления на переменном токе в поверхностном слое стали от одноосных механических напряжений растяжения - сжатия в упругой стадии работы материала. Выявленная зависимость характеризуется аномально высокой чувствительностью.

2. Экспериментально подтверждена выявленная теоретически линейная зависимость электрического сопротивления от одноосных механических напряжений растяжения - сжатия в упругой стадии работы стали.

3. Получена аналитическая зависимость электрического сопротивления в конструкционных сталях от одноосных напряжений растяжения - сжатия:

Оу-^-АрДо К„

4. Выполнена оценка влияния на установленную зависимость различных факторов, среди которых: температура материала, марка стали, вид обработки поверхности, толщина исследуемого элемента, сила прижатия датчика, стадия работы металла конструкции (упругая/пластическая), цикличность приложения нагрузки.

5. Предложена технология мониторинга напряженно-деформированного состояния элементов эксплуатируемых стальных конструкций, основанная на применении резистивного электроконтактного метода, и сформулированы рекомендации по ее практическому использованию.

6. Результаты исследований и предложенная технология внедрены в ведущих организациях Санкт-Петербурга, специализирующихся на техническом обследовании и экспертизе промышленной безопасности зданий и сооружений: ООО «Высокие экспертные строительные технологии», ЗАО «НПО Ленкор», ПНИПКУ «Венчур».

Основные результаты диссертационной работы опубликовано в следующих трудах.

Статьи в журналах, рекомендуемых Перечнем ВАК

1. Улыбин А. В. Использование резистивного электроконтактного метода для контроля напряженно-деформированного состояния элементов стальных конструкций / А. В. Улыбин, С. Д. Васильков // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2009. - №6. - С. 155-160.

2. Улыбин А. В. Методы оценки напряженно-деформированного состояния стальных конструкций мостов // Транспортное строительство. - 2009. - №10. -С. 22-25.

3. Улыбин А. В. Оценка напряженно-деформированного состояния стальных балок перекрытий // Гидротехническое строительство. - 2009. - №12. - С. 2527.

Публикации в других изданиях

4. Васильков С. Д. Оценка напряженно-деформированного состояния и ресурса стальных балок с помощью резистивного электроконтактного метода / С. Д. Васильков, А. В. Улыбин // Дефекты зданий и сооружений. Усиление строительных конструкций : матер. XIII науч.-метод. конф. ВИТУ. - СПб.: Изд-во ВИТУ, 2009. - С 39-43.

5. Улыбин А. В. Контроль напряженно-деформированного состояния элементов стальных конструкций с помощью резистивного электроконтактного метода // XXXVIII Неделя науки СПбГПУ : матер, междунар. науч.-практ. конф. 4.1. -СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2009. - С. 182-183.

6. Улыбин А. В. Особенности применения резистивного электроконтактного метода для контроля напряженно-деформированного состояния стальных конструкций / А. В Улыбин, Г. А. Кукушкина // Инженерно-строительный журнал. -2010. -№3,- С. 32-34.

7. Улыбин А. В. Применение резистивного электроконтактного метода для мониторинга состояния стальных конструкций // Инженерно-строительный журнал. - 2010. - №7. - С. 21-24.

Лицензия ЛР № 020593 от 07.08.97

Подписано в печать 29.11.2010. Формат 60x84/16. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100. Заказ 6828b.

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в Цифровом типографском центре Издательства Политехнического университета. 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29. Тел.:(812)550-40-14 Тел./факс: (812)297-57-76

1 Методы контроля напряженно-деформированного состояния эксплуатируемых стальных конструкций.

1.1 Напряженно-деформированное состояние стали.

1.1.1 Напряжения и их виды.

1.1.2 Стадии работы стали и ее разрушение.

1.2 Контроль и оценка напряженного состояния эксплуатируемых конструкций методом расчета.

1.3 Методы неразрушающего контроля.

1.3.1 Тензометрия.

1.3.2 Тензометрия с помощью углеродных волокон:.

1.3.3 Метод тензодобавок.

1.3.4 Магнитные методы.

1.3.5 Ультразвуковые методы.

1.3.6 Радиационные методы.

1.3.7 Метод на основе измерения собственной частоты колебаний.

1.3.8 Резистивный электроконтактный метод.

1.4 Выводы по главе и задачи исследования.

2 Теоретические основы резистивного электроконтактного метода.

3 Исследуемые модели, применяемое оборудование и погрешности измерения

3.1 Описание моделей и оборудования.

3.2 Погрешности при растяжении моделей.

3.3 Погрешности при поперечном изгибе моделей.

3.4 Погрешности при исследовании крупномасштабной модели.

3.5 Оборудование, применяемое для измерения электрического сопротивления.

4 Измерение электрического сопротивления и факторы влияющие на погрешность.

4.1 Влияние частоты тока на погрешность измерения.

4.2 Влияние потери контакта электродов датчика на погрешность измерения.

4.3 Влияние вида обработки поверхности на погрешность измерений.

4.4 Влияние химического травления поверхности стали на погрешность измерения.

4.5 Влияние термической обработки стали на погрешность измерения.

4.5.1 Влияние температуры на погрешность измерения.

4.6 Выводы по главе.

5 Зависимость электрического сопротивления от одноосных напряжений растяжения-сжатия в стали.

5.1 Исследования в упругой стадии работы.

5.1.1 Зависимость электрического сопротивления от растягивающих напряжений.

5.1.2 Зависимость электрического сопротивления от сжимающих напряжений.

5.2 Исследования в пластической стадии работы материала.

5.3 Зависимость сопротивления от механических напряжений при различной обработке поверхности.

5.4 Зависимость сопротивления от механических напряжений на диамагнитных материалах.

5.5 Зависимость сопротивления от механических напряжений при изменении температуры.

5.6 Влияние силы прижатия датчика на зависимость сопротивления от механических напряжений.

5.7 Влияние толщины исследуемых элементов на зависимость сопротивления от механических напряжений.

5.8 Выводы по главе.

6 Технология применения резистивного электроконтактного метода для контроля механических напряжений эксплуатируемых стальных конструкций.

Актуальность темы исследования

В настоящее время в России и других странах строится и эксплуатируется большое количество зданий и сооружений с несущими строительными конструкциями, выполненными из стали. В связи с большим сроком эксплуатации существующих конструкций, а также большой неопределенностью совокупности факторов, влияющих на их работу, имеется необходимость проведения мониторинга их состояния. Необходимость проведения работ по мониторингу обосновывается требованиями ФЗ РФ № 384 от 30.12.2009 «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», и ГОСТ Р 53778-2010 «Правила обследования и мониторинга технического состояния» и других документов.

Одними из основных параметров, контроль которых производится при мониторинге технического состояния, являются эксплуатационные механические напряжения в элементах стальных конструкций. Известные методы неразрушающего контроля напряженного состояния не могут в ряде случаев достаточно полно быть использованы, либо их использование затруднено, экономически не целесообразно или неэффективно.

Для особо важных зданий и сооружений актуальным является разработка и применение альтернативных средств мониторинга. Совокупное применение исследуемого в настоящей работе резистивного электроконтактного метода с другими традиционными методами контроля приведет к повышению безопасности строительных объектов и срока их эксплуатации.

Целью работы является повышение надежности, эксплуатационной безопасности и срока службы стальных строительных конструкций за счет применения резистивного электроконтактного метода для контроля механических напряжений.

Основные задачи исследования

1. Теоретически исследовать и определить зависимость электрического сопротивления, измеряемого в поверхностном слое стальных элементов при пропускании через него переменного электрического тока, от эксплуатационных одноосных механических напряжений растяжения-сжатия.

2. Провести экспериментальные исследования влияния внешних факторов, имеющих место при мониторинге напряженного состояния строительных конструкций, на результаты измерений.

3. Разработать технологию применения и внедрить резистивный электроконтактный метод для мониторинга напряжений в стальных конструкциях.

Объектом исследования являются элементы стальных конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений.

Предметом исследования является метод измерения механических напряжений в стальных элементах строительных конструкций посредством измерения электрического сопротивления.

Методы исследования

Задачи исследования решались на основе применения апробированных разрушающих и неразрушающих методов контроля: механических испытаний, численных методов расчета, прикладной статистики и интерпретации статистических данных. Экспериментальные данные получены в ходе исследования физических моделей.

Зависимость величины электрического сопротивления от величины механических напряжений исследовалась теоретико-экспериментальным методом.

Научная новизна

1. Обнаружена и исследована аномально высокая чувствительность электрорезистивного эффекта в ферромагнитных конструкционных материалах с коэффициентом чувствительности AR/R, достигающим 2*10 "4 МПа"1.

2. Теоретически выявлена и экспериментально подтверждена линейная зависимость между электрическим сопротивлением (R), измеряемым на переменном токе, и одноосными механическими напряжениями растяжения -сжатия (а) при деформировании конструкционных сталей, обусловленная изменением магнитной проницаемости стали.

3. Разработан, апробирован и внедрен метод неразрушающего контроля одноосных напряжений в элементах стальных конструкций, основанный на измерении электрического сопротивления стали.

Практическая значимость работы

Использование результатов работы позволяет применять резистивный электроконтактный метод для кратковременного и длительного мониторинга напряжений в стальных элементах эксплуатируемых конструкций зданий и сооружений.

Результаты работы внедрены в ведущих организациях Санкт-Петербурга, специализирующихся на техническом обследовании и экспертизе промышленной безопасности зданий и сооружений: ООО «Высокие экспертные строительные технологии», ЗАО «НПО Ленкор», ПНИПКУ «Венчур».

Результаты исследования использованы при совершенствовании и разработке модификаций прибора СИТОН-ТЕСТ в ООО «Полюс-Тест» (Санкт-Петербург).

Степень достоверности результатов исследований

Достоверность результатов исследований подтверждается:

- проверкой установленной теоретически зависимости экспериментальным путем и метрологическим анализом результатов;

- применением оборудования, приборов и инструментов, прошедших метрологическую поверку и калибровку;

- использованием апробированных методов, методик и способов контроля, достоверностью исходных, расчетных и экспериментальных данных; 7

- использованием фундаментальных и общепринятых в физике и механике твердого тела положений, теорий, гипотез и допущений.

Положения, выносимые на защиту:

1. Линейная связь между электрическим сопротивлением (R), измеряемым на переменном токе, и одноосными механическими напряжениями растяжения -сжатия (а) при деформировании конструкционных сталей.

2. Аномально высокая чувствительность электрического сопротивления при изменении механических напряжений, характеризующаяся коэффициентом г\ = AR/R, достигающим 2*10"4 МПа , и обусловленная изменением магнитной проницаемости стали.

3. Применимость резистивного электроконтактного метода для мониторинга напряженно-деформированного состояния элементов эксплуатируемых стальных конструкций перекрытий.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 6 научно-практических конференциях:

1. «Капитальный ремонт и реконструкция зданий и сооружений» -Комитет по содержанию жилищного фонда, март 2006 г;

2. XI научно-методическая конференция ВИТУ «Дефекты зданий и сооружений. Усиление строительных конструкций», март 2007 г;

3. XIII научно-методическая конференция ВИТУ «Дефекты зданий и сооружений. Усиление строительных конструкций», март 2009 г;

4. «67-я научная конференция профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов университета», СПбГАСУ, февраль 2010 г.

5. XIV научно-методическая конференция ВИТУ «Дефекты зданий и сооружений. Усиление строительных конструкций», март 2010 г;

6. «Проблемы обследования зданий и сооружений и пути их решения», СПбГПУ, октябрь 2010 г.

По теме диссертации автором опубликовано 7 печатных работ, в том числе 3 в изданиях рецензируемых ВАК:

1. Улыбин А. В. Использование резистивного электроконтактного метода для контроля напряженно-деформированного состояния элементов стальных конструкций / А. В. Улыбин, С. Д. Васильков // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2009. - №6. - С. 155-160.

2. Улыбин А. В. Методы оценки напряженно-деформированного состояния стальных конструкций мостов // Транспортное строительство. - 2009. - №10. - С. 22-25.

3. Улыбин А. В. Оценка напряженно-деформированного состояния стальных балок перекрытий // Гидротехническое строительство. - 2009. - №12. - С. 25-27.

Автор выражает благодарность за консультирование и оказание технической помощи при написании диссертации В.А.Аксенову (каф. СКиМ ГОУ «СПбГПУ»), С.Д.Василькову (ГОУ «СПбИТМО»), В.Е.Гордиенко (ГОУ «СПбГАСУ»), Э.А.Кудряшову (каф. ИИТ ГОУ «СПбГПУ»), Б.Е.Мельникову (каф. Сопротивление материалов ГОУ «СПбГПУ»), М.М.Попову (каф. ПТСМ ГОУ «СПбГПУ») и своему научному руководителю Н.И.Ватину.

Основные результаты диссертационного исследования Алексея Владимировича Улыбина на тему «Метод измерения электрического сопротивления для контроля механических напряжений в стальных конструкциях» использованы ООО «Высокие экспертные и строительные технологии» при обследовании строительных конструкций здания котельной участка тепловых сетей филиала ОАО «ТГК-9» «Коми» «Ухтинские тепловые сети», расположенной по адресу: г. Ухта, п. Ветлосян, ул. Кирпичная, д. 25 в апреле 2010 года.

Внедрение привело к сокращению сроков выполняемой работы.

Генеральный директор ООО «ВЭСТ»

А.П.Гусев

Юридический адрес: 195009, г. Санкт-Петербург, ул. Михайлова, д. 17, корп.7 р/сч N 40702810810000006192 в филиале «Петровский» ОАО Банк «Открытие», г.Санкт-Петербург к/сч 30101810400000000766 в ГРКЦ ГУ Банка России по Санкт-Петербургу БИК 044030766

КПП 780401001 ИНН 7810305540 Код по ОКПО 71384151

Почтовый адрес: 195009, г. Санкт-Петербург, ул. Михайлова, д. 17, корп.7, а/я 129. т/факс.: (812) 334-49-97, 334-36-96 e-mail: westltd(®,yandex.ru

Производственное, научноисследовательское и проектно- © конструкторское учреждение ЩкУ ВЕНЧУР

Венчур»

195251 Санкт-Петербург, ул. Политехническая д. 29 тел. (812) 535-57-82

В Диссертационный совет Д 212.229.10 приГОУ ВПО«СПбГПУ»

СПРАВКА О ВНЕДРЕНИИ результатов диссертационного исследования

Методика контроля эксплуатационных напряжений, разработанная Улыбиным Алексеем Владимировичем в ходе диссертационного исследования на соискание ученой степени кандидата технических наук на тему «Метод измерения электрического сопротивления для контроля механических напряжений в стальных конструкциях» использована ПНИПКУ «Венчур» в ходе выполнения работ по обследованию стальных конструкций на следующих объектах:

1. Обследование конструкций здания Кировского завода по адресу: Санкт-Петербург, пр. Стачек, д.45, корп.2, литер А - октябрь 2009г.

2. Обследование конструкций здания цела №202 филиала. «Ленинградский металлический завод» ОАО «Силовые машины» -февраль 2008 г.

3. Обследование подкрановых путей, ремонтного вагонного депо ВЧД-14 Октябрьской железной дороги в г. Тверь - сентябрь 2009г.

В ходе исследований осуществлялся неразрушающий контроль приращения одноосных напряжений в элементах конструкций посредством измерения приращения электрического сопротивления стали.

Применение результатов диссертационной работы позволило . контролировать напряжения в ходе испытаний конструкций без использования тензометрических датчиков, что привело к сокращению времени испытаний в 3, а затраченных средств в 1,5 раза.

Руководитель ПНИПКУ «Венчур»

Полюс

Тест

Генеральный директор ООО «Полюс-Тест»