Определение напряжений основано на том, что при деформациях ферромагнитных материалов под действием внешних сил изменяются их магнитные свойства. Для каждого испытуемого материала устанавливается зависимость между его магнитной проницаемостью и изменением напряжения
Для измерения напряжений используют прибор типа ИМП, который предварительно тарируется. Тарирование прибора ИМП осуществляется на образце, загруженном по схеме консольной балки (черт. № 186). Сверху на образце, на расстоянии 2/3 от свободного конца устанавливают трафарет из плексиглаза с четырьмя диаметрально расположенными рисками, а рядом наклеивают электротензо-датчик или устанавливают рычажный тензометр. Предварительно загрузив образец, в отверстие трафарета вставляют магнитную головку и, повышая нагрузку, производят отсчеты по прибору и по тензометру. По полученным с помощью тензометра деформациям вычисляют напряжения в образце. После каждой ступени загружения снимают два показания по прибору: первое, когда риски магнитной головки совмещены с осью образца П, второе, когда риски магнитной головки расположены перпендикулярно оси образца п2.
На основании полученных данных строят тарировочный график зависимости между приращениями напряжений, вычисленными по показаниям тензометра и показаниям гальванометра прибора ИМП. При одноосном напряженном состоянии испытуемого элемента величину действующих напряжений устанавливают в такой последовательности. Включают прибор ИМП на разностную схему и устанавливают магнитную головку на интересующем участке исследуемой конструкции. Берут два отсчета по прибору, как было указано ранее, подсчитывают приращение показаний и по тарировочному графику устанавливают величины искомых напряжений.
черт. № 186. Схема устройства для тарирования прибора ИМП:
а — общий вид; 6 — трафарет; в — тарировочный график зависимости между напряжениями и показаниями прибора; 1 — испытуемый образец; 2 — трафарет; 3 — магнитная головка; 4- тензометр; 5 — штучные грузы; 6 — риски на трафарете; 7- риски на магнитной головке
Для определения траекторий главных напряжений на заданном участке исследуемой конструкции устанавливают трафарет, в отверстие которого помещают магнитную головку.
черт. № 187. Определение толщины защитного слоя бетона:
а - общий вид прибора; б — схема магнитного поля прибора; 1 — магнит; 2 — корпус прибора; 3 — подковообразный магнит; 4 — стрелка-указатель; 5 — арматура; 6 — железобетонное изделие
Вначале магнитную головку вращают до получения максимального отсчета на гальванометре, затем вращают трафарет до совмещения одной из его рисок с риской магнитной головки. Совмещенное направление рисок трафарета и магнитной головки будет соответствовать одному из направлений главных напряжений в испытуемом образце.
Определение толщины защитного слоя бетона в сборных и монолитных железобетонных конструкциях может осуществляться с помощью магнитного прибора, разработанного в научно-исследовательской лаборатории Управления промышленности строительных деталей Мосгорисполкома. Прибор позволяет определять расположение арматуры диаметром от 4 до 24 мм на расстоянии от О до 40 мм.
Принцип действия прибора основан на изменении магнитного поля двух параллельно расположенных магнитов призматической формы, при приближении их к арматуре испытуемого изделия или другому ферромагнитному материалу.
Прибор (черт. № 187) состоит из корпуса, внутри которого расположены два магнита призматической формы и один подковообразный магнит — рамка. С верхней и нижней сторон корпуса привинчены крышки. Через верхнюю крышку с помощью корректора производится установка и регулирование прибора.
При отсутствии арматуры рамка прибора под действием магнитных полей параллельных магнитов находится в равновесии и точка О с нулевой напряженностью магнитного поля находится в центре. При приближении прибора к арматуре напряженность магнитного поля изменяется, и точка О перемещается по направлению к арматуре.
Восстанавливая равновесие сил, рамка поворачивается на определенный угол, по величине которого и судят о расстоянии прибора до арматуры.
ЦЭКБ Строймехавтоматика НИИОМТП совместно с НИИ строительной физики разработан электромагнитный прибор ИЗС-1 для определения толщины защитного слоя бетона и расположения арматуры в изделиях.
Прибор ИЗС-1 (черт. № 188) состоит из индуктивного датчика, усилителя детектора, блока питания усилителя, двухтактного автогенератора с блоком питания и индикатора.
В качестве индикатора применен микроамперметр типа М-24 0-200 мка. Датчик прибора состоит из двух частей — неподвижной и выносной. Выносная часть датчика собрана из листов трансформаторной стали в виде сердечника П-образной формы, расположенного в деревянном кожухе. Принцип действия прибора основан на методе компенсации специально создаваемого раз баланса в цепи датчика. Перемещая регулятор чувствительности, расположенный около одной из катушек неподвижной части датчика, изменяют индуктивное сопротивление первичной обмотки, создавая тем самым начальную э.д.с. небаланса.
Изменение индуктивного сопротивления неподвижной части датчика будет компенсироваться изменением индуктивного сопротивления выносной части датчика при сближении ее с арматурой изделия.
Таким образом, изменение величины компенсации небаланса начальной электродвижущей силы находится в определенной зависимости от изменения расстояния между выносной частью датчика и арматурой изделия. С помощью этого прибора можно определить расположение арматуры на глубине от 0 до 150 мм.
В американской практике для определения места расположения арматуры, ее диаметра и толщины защитного слоя используют видоизмененный электронный прибор Бермана с выносным остроконечным щупом.
