[发明专利]裂缝类型疲劳检测传感器及其制造方法和用其评估损坏的方法

说明书

本发明涉及一种裂缝类型疲劳检测传感器，用于制造裂缝类型疲劳检测传感器的方法，和利用裂缝类型疲劳检测传感器评估损坏的方法，适合于实际用来测量由于诸如桥梁、机器、汽车和飞机等那样的结构组件的不同构件的疲劳引起的损坏。

在已经公开的日本专利No.Sho.62-265558中公开了通常的现有技术。该现有技术公开了一种裂缝类型的疲劳检测传感器，其中带有引起疲劳的切口的破碎片固定到平板形状基板的表面上；一种用来制造裂缝类型的疲劳检测传感器的方法，其中带有切口的破碎片的相对的末端部分(在长度方向中)通过粘结剂粘贴于基板的表面上用于固定；和一种利用裂缝类型疲劳检测传感器评估损坏的方法，其中具有不同裂缝传播特性的两个裂缝类型的疲劳检测传感器固定到待测构件上，测量在相同的时间中各自裂缝传播的长度，并且评估由于待测部分的疲劳引起的、与这些裂缝传播的长度有关的在该期间内发生的损坏。

在已经公开的日本专利No.Hei.9-304240中公开了另一种现有技术。在该现有技术中，薄板形状的破碎片夹在两个合成树脂薄板之间，并且粘贴在破碎片除了带有切口的中央区域以外的部分中，其中该破碎片由与要被预测疲劳损坏的结构组件的材料相同的材料制成，并且在长度方向中的中央区域上具有一个切口。该测试片由与待测构件的材料相同的材料制成。制造该裂缝类型疲劳检测传感器，使得将一个构件切割成具有与破碎片的厚度相同厚度的多个小块，其中该构件具有一个位于其长度方向的中央区域上的圆孔，和在宽度方向上从圆孔朝向所有末端延伸的切口，并且这样形成的破碎片夹在两个合成树脂薄板之间，长度方向上的破碎片的相对的末端部分粘贴到薄板上。该现有技术还公开了一种利用裂缝类型疲劳检测传感器评估损坏的方法，其中裂缝类型疲劳检测传感器固定在远离应力集中部分(所谓的危险区域例如焊缝处)的位置上，并且在预先形成的待测构件的S-N(=重复负荷循环的应力数量)图的基础上，评估待测构件的寿命。

在已经公开的日本专利No.Hei.10-185854中还公开了另一种现有技术。在该现有技术中，裂缝类型疲劳检测传感器固定到待测构件上，该传感器具有多个彼此相隔一定间距并且在垂直于待测构件上发生疲劳损坏的裂缝的方向上并联或串联放置的多个应变仪，电测量在该破碎片上发生的裂缝传播的长度值，并且在该测量值的基础上评估由于待测构件的疲劳引起的损坏。

在日本专利No.2952594中公开了另一种现有技术。在该现有技术中，带有切口的破碎片配备有应变仪或裂变仪，为了方便对在破碎片上发生的裂缝传播的长度的测量，通过在与从切口的锥形末端产生的裂缝传播的方向垂直的方向上安放多条彼此平行的电阻线得到上述应变仪或裂变仪，并且在测量到的长度的基础上评估由于疲劳引起的损坏。

在已经公开的日本专利No.Sho.62-265558中公开的现有技术中，由于上面没有残留拉应力的破碎片固定在基板上，在待测构件上发生的应变通过基板传递给破碎片，导致在破碎片的切口的锥形末端处发生裂缝，并且根据裂缝的长度，测量由于待测构件的疲劳引起的损坏。因此，破碎片需要足够大的拉应力来在切口的锥形末端处引起裂缝，并且检测不到待测构件的太小的不能引起任何裂缝的应变。结果，灵敏度低。

在已经公开的日本专利No.Sho.9-304240中公开的现有技术中，破碎片夹在两个合成树脂薄板之间，使得长度方向中的破碎片的相对的末端连接到这些板上，和其中一个薄板固定到待测构件上。因此，在待测构件上发生的应变通过薄板传递给破碎片。由于薄板吸收了一部分应变，待测构件上发生的应变不能可靠地传递给破碎片。结果，灵敏度低。该现有技术中的裂缝类型疲劳检测传感器具有较大的外形尺寸(70毫米长，20毫米宽和1.5毫米厚)。由于这个原因，该传感器不能固定到待测构件接近边缘末端的部分上，例如该构件的焊缝上。因此，测量损坏的位置是有限的。在这种情况下，非常可能无法实现目的。

在已经公开的日本专利No.Hei.10-185854中公开的现有技术中，没有对应于本发明中基板的元件，破碎片直接固定到待测构件上，通过例如应变仪或电阻线等电子装置电测量并且监测在破碎片上发生的裂缝传播的长度。破碎片具有固定的厚度和较大的外形尺寸(170毫米长，50毫米宽和0.5毫米厚)，并且能够测量的待测构件的疲劳损坏的位置非常有限。