Исследования возможности применения Gauge factor для повышения точности тензометрирования нагруженных элементов турбомашин

Тензометрирование лопаток — один из наиболее распространенных методов определения напряженно-деформированного состояния нагруженных элементов турбомашин в различных секторах энергетики. Его применение основывается на использовании специальных измерительных датчиков — тензорезисторов, позволяющих определять частотные и прочностные характеристики на большей части тела лопатки. Тензометрирование с применением тензорезисторов нашло широкое применение в добывающих отраслях, в авиации, а также в стационарной энергетике в связи с простотой использования и высокой точностью измерения. В последнем случаем она применяется для определения характеристик напряженно-деформированного состояния различных нагруженных элементов турбомашин (валов, лопаток и пр.). Однако, перед использованием тензорезисторов необходимо произвести их тарировку, что сопряжено с использованием специально подобранных под эту задачу тарировочных систем.

В современном производстве тензорезисторов немаловажную роль играет определение gauge factor — параметра, позволяющего определять величину изменения сопротивления датчика от изменения его деформации. Его использование отменяет необходимость в проведении тарировки измерительных датчиков, что приводит к упрощению систем измерения и повышению точности получаемых результатов. Для качественного использования gauge factor в работе также необходимо знать факторы, влияющие на точность показаний оборудования.

Рассматривается возможность применения коэффициента Gauge factor для повышения точности тензометрирования нагруженных элементов турбомашин, определяются основные зависимости его величины от факторов окружающей среды и свойств используемых в тензорезисторе материалов. Представлена практическая реализация данного метода с использованием мостовой схемы Уитстона и ее теоретические основы.

1. Фурсова Т. Н. Напряженно-деформированное состояние грибовидных хвостовых соединений рабочих лопаток паровых турбин. // Восточно-Европейский журнал передовых технологий 2014, 7: 45.

2. Гусев Ю. А., параметрическая идентификация и оптимизация высокотемпературных тензорезисторов. // Аэрокосмическая техника и технология 2020, 8: 93.

3. Валеев А. Р., Токарев А. П., Мастобаев Б. Н. Применение удаленной тензометрии для обнаружения и определения расположения дефектов при диагностике нефтеперекачивающего агрегата. // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья 2018, 5–6: 7.

4. Муджасам Х. Б., Ашар А. А., Последние достижения в области гибких датчиков и их применения. // Сенсор 2022, 12: 3.

5. Боришанский К. Н. и др., Особенности колебаний облопаченных дисков с отклонениями от циклической симметрии. // Вестник двигателестроения 2019, 2: 91.