Датчик деформаций

[4at]

Здравствуйте!

Помогите мне пожалйста.Задача состоит в следующем: на коксовую камеру требуется установить тензодатчик деформации или датчик напряженно-деформированного состояния.Это ведь одно и то же?
Для выбора датчика, необходимо рассчитать деформацию и напряжения возникающие в материале.
Дано:
Коксовая камера из стали 16ГС.
Толщина стенки 56 мм,высота камеры 30 м,диаметр 6м.
Температура продукта 480 С,температура стенки предположительно 450 С.
Необходимо измерять деформацию на L=200мм.

Я в справочниках выкопал:
Модуль юнга E=162*10^9,
коэф.тепл.расширения a=13,9*10^(-6)

Я считал так:

а=dL/(L*dt), выражаем dL=a*L*dt=1.2 мм
относительная деформация e=dL/L=0.00612
Напряжение s=E*e=1000 МПа

Мое мнение какие-то запредельные числа получаются и со справочными не стыкуются и датчик подобрать под такую деформацию не могу.

Подскажите как быть.

Спасибо

[Aleksey]

При свободном температурном расширении камеры возникают деформации, которые определены правильно, но при этом напряжения будут всегда равны нулю.
Формула s=E*e верна для силового нагружения конструкции и не работает для случая температурного расширения.
В Вашем случае рекомендуется использование датчиков перемещений, а не тензодатчиков.

[4at]

Если я возьму вихретоковый датчик?
Ведь поперечное напряжение будет,как его рассчитать?
Как по вашему вмнению какова температура стенки и температура кроннштейна(швелера) выведенного за изоляцию?Тольщина изоляции 150 мм.

[Aleksey]

Для того чтобы определится с расчетом напряжений нужно хотя бы представить конструкцию и нагрузки, которые она будет воспринимать.
Температуру стенки можно определить проведением расчета температурных полей методом конечных элементов.

[4at]

Нагрузки будут возникать за счет давления продукта.
Конечно,извините,но представления не имею о "расчете температурных полей методом конечных элементов".

[Aleksey]

Расчетную 3D модель можно создать, например, в среде SolidWorks. Расчетная схема может быть достаточно подробной - Часть корпуса (обечайки) с теплоизоляцией и швеллером и т.п.
В SolidWorks есть встроенная программа SolidWorks Simulation (старое название COSMOS/Works), которая позволяет проводить как прочностной расчет, так и расчет температурных полей.
Все достаточно просто - создаете задачу, задаете физико-механические характеристики элементов корпуса, теплоизоляции и швеллера, прикладываете граничные условия, какое-либо нагружение (давления, силы и т.п.).
В результате расчета прочностной задачи определяется напряженно-деформированное состояние конструкции, а результатом тепловой задачи - распределение температур в элементах расчетной модели.

[Aleksey]

Пример распределение температур в металлоконструкции. Металлоконструкция имеет температуру 20 градусов. Защищена от воздействия потока слоем теплоизоляции. Расчет показывает изменение температуры по толщине теплоизоляции и по длине упора.
Расчет проведен в программе SolidWorks Simulation.

[4at]

Спасибо за совет на счет программы,но щас у меня времени в обрез.
По вашему мнению какая температура будет?

А существуют ли тензодатчики с параметром "номинальная деформация +-7000^(-6) мкм/м"?

Спасибо вам за ответы

[4at]

Такая будет конструкция.
Вот вы говорите, что напряжений в стенках камеры не будет из-за температуры.
Но в книжке приводятся механические свойства при высоких температурах.
Например для листа толщиной 26 мм при температуре 500 С, напряжение s0,2=175 МПа,sв=305 МПа. Я пытаюсь привязать к этим числам.
s0,2-предел текучести условный
sв-временное сопротивление разрыву
На что мне обращать внимание на s0,2 или sв?

[Aleksey]

1. Темпеартуру можно определить только расчетом.
2. Для оценки напряженного состояния в конструкции нужно определить допускаемое напряжение. При повышенных температурах (металл работает в условиях ползучести) допускаемое напряжение определяется по пределу текучести (коэффициент запаса 1,5), пределу прочности (временному сопротивлению, коэффициент запаса 2,4 ) и пределу длительной прочности для соответствующего ресурса (коэффициент запаса 1,5). Из полученных величин выбирается наименьшее значение допускаемого напряжения.
Коэффициенты запаса приведены согласно ГОСТ 14249.

[4at]

Я посмотрел этот ГОСТ, там все равно получается,что я не рассчитываю напряжения,а выбираю из справочных.
Можно ли по какой-то формуле расчитать?

Пожалуйста ответье мне на этот вопрос "Существуют ли тензодатчики с параметром "номинальная деформация +-7000^(-6) мкм/м"?

Я вцепился за тензодатчики,т.к. я пишу диплом на тему "Датчик деформаций" и уже была проделана работа п о выбору тензодатчика,но потом я увидел ошибку.У датчика в характеристиках "номинальная деформация +-600^(-6) мкм/м,а у меня получается +-6000^(-6) мкм/м.
А щас хочу дописать нолик.

Извините за глупые вопросы,но такая уж у меня ситация.

[Aleksey]

1. В ГОСТ 14249 помимо допускаемых напряжений есть и предел текучести и предел прочности и формула по расчету допускаемого напряжения.
2. К сожалению, с выбором тензодатчика ничем помочь не смогу...

[Олег]

Всем привет.
Можно добавить?

>Коксовая камера из стали 16ГС.
>Толщина стенки 56 мм,высота камеры 30 м,диаметр 6м.
>Температура продукта 480 С,температура стенки предположительно 450 С.
16ГС по ГОСТ5520-79 максимальная температура применения 450 гр.
при 450 гр. Предел текучести не менее 98 МПа.

>Но в книжке приводятся механические свойства при высоких температурах.
>Например для листа толщиной 26 мм при температуре 500 С, напряжение s0,2=175 МПа,sв=305 МПа. Я пытаюсь привязать к этим числам.
если нет информации о мех.испытаниях образцов материала из которого сделана твоя колона, то рекомендовано оператся на ГОСТы и РД не бери значения их других источников.

>s0,2-предел текучести условный
>sв-временное сопротивление разрыву
>На что мне обращать внимание на s0,2 или sв?
обращать внимание надо три параметра как было сказано Алексеем
как показывает практика в 90% случаев все опирается на предел текучести.
Эти величины тебе нужны для определения допускаемых значений.
А реальные расчитываются по формулам.
От температуры напряжения могут вожникнуть если контрукция защемлена и ей не дают раширятся, а так же если конструкци выполнена из элементов изготовленных из материалов имеющих разные коэффициенты температурного раширения.
В твоем случае основные напряжения возникнут от воздействия среды.




>Нагрузки будут возникать за счет давления продукта.
к температурным деформациям добавятся еще деформации от давления продукта

>А существуют ли тензодатчики с параметром "номинальная деформация +-7000^(-6) мкм/м"?
http://www.indicator.p-d-o.ru/product_7.html