Устройство для определения усталостной долговечности материала конструкции

 

Изобретение позволяет повысить достоверность определения усталостной долговечности материалов конструкций за счет более полного учета влияния параметров циклов нагружения на долговечность. Устройство содержит измерительньй преобразователь деформации, параллельно подключенные к нему три измерительных ка- . нала и блок запоминания и преобразования измеряемых параметров деформации . В первом канапе измеряется амплитуда переменной составляющей деформации . Второй канал служит для выработки сигналов, соответствукщих частоте нагружения. В третьем канале измеряется среднее значение цикла деформации. Второй канал содержит детекторы максимума и минимума, параллельно подключенные к выходу измерительного преобразователя деформации , и измеритель временных интервалов. Выход измерителя временных интервалов и выходы первого и третьего каналов подключены к информационным входам блока запоминания и преобразования. Выход детектора максимума через первый формирователь импульсов соединен с разрешающим выборку входом блока запоминания и преобразования, с первьш входом измерителя временных интервалов и ключом сброс4 детектора минимума, а выход детектора миним ма через второй формирователь импульсов соединен - с вторым входом измерителя временных интервалов и ключом сброса детектора максимума, 1 ил. § «Л с to оо { со

ССФОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬП ИЙ (21) 3574191/25-28 (22) 01.04.83 (46) 30.01.86. Вюл. 11 - 4 (7i) Кузбасский политехнический институт (72) П.Д.Гаврилов и С.Г.Филимонов (53) 620.179.311.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 968681, кл. G 01 N 3/06, 1979.

Патент ФРГ И 2162010, кл. С Oi M 7/00, 1972. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТАЛОСТНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ МАТЕРИАЛА

КОНСТРУКЦИИ (57) Изобретение позволяет повысить достоверность определения усталостной долговечности материалов конструкций за счет более полного учета влияния параметров циклов нагружения на долговечность. Устройство содержит измерительный преобразователь деформации, параллельно подключенные к нему три измерительных канала и блок запоминания и преобразования измеряемых параметров деформации. В первом канале измеряется ам„,SU„„1208491 (щ 1. G 01 N 3/06 G 01 N 3/32 плитуда переменной составляющей деформации. Второй канал служит для выработки сигналов, соответствующих частоте нагружения. В третьем канале измеряется среднее значение цикла деформации. Второй канал содержит детекторы максимума и минимума, параллельно подключенные к выходу измерительного преобразователя деформации, и измеритель временных интервалов, Выход измерителя временных интервалов и выходы первого и третьего каналов подключены к информационным входам блока запоминания, и преобразования. Выход детектора максимума через первый формирователь импульсов соединен с разрешающим выборку входом блока запоминания и преобразования, с первым входом измерителя временных интервалов и ключом сброса детектора минимума, а выход детектора минимума через второй формирователь импульсов соединенс вторым входом измерителя временных интервалов и ключом сброса детектора максимума. 1 ил.

1308491

Изобретение относится к исследов=нию прочности материалов, а именно к устройствам для определения усталостпой долговечности материалов коH струкций .

Цель изобретения — повьш ение достоверности определения усталостной долговечности за счет более полного учета влияния параметров циклов HB гружения на долговечность.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство для определения усталостной долговечности материала конструкции содержит измерительный преобразователь 1 деформации, параллельно поцключенные к нему первый канал 2 измерения амплитуды переменной составляющей деформации,, второй канал 3 для выработки сигналов, соответствующих частоте нагружения. и блок 5 запоминания и прес:бразова-ния измеряемых параметров деформации, годключенный к выходам каналов

2, 3 и 4.

Первый канал 2 соцержит последовательно включенные блок 6 измерения амплитуды переменной составляющей деформации и первый аналого-пифровой преобразователь (АЦП) 7, выход 30 которого соединен с информационными входами блока 5 запоминания и преобразования. Второй канал 3 содержит параллельно подключенные к выходу измерительного преобразователя 1 деформации детектор 8 минимума и детектор 9 максимума, выход псследнего через первый формирователь

10 импульсов соединен с первым входом измерителя 11 временных интервалов, с ключом сброса детектора 8 минимума и с разрешающим выборку входом блока 5 запоминания и преобразования, выход детектора 8 минимума через второй формирователь 12 л=, импульсов соединен с ключом сброса детектора 9 максимума и с вторым входом измерителя 11 интервалов времени, .который выходами подключен к информационным входам блока 5 за- ;.и поминания и преобразования. Третий канал 4 соцержит последовательно включенные блок 13 измерения средне-. го значения цикла дефщзмации и второй анало-о-цифровой преобразователь .", (ЛЦП) 14, выход которого соединен с информационными входами блока 5 запоминания и преобразования.

Влок 5 запоминания и преобразова.ния содержит последовательно включенные постоянное запоминаюшее устройство (ПЗУ) 15, сумматор 16 и индикатор 1i „при этом адресные входы ПЗУ 15 являются информационны— ми входами блока 5 запоминания и преобразования и соединены с выходами и=-мерителя 1 I временных интерва.лов, первого 7 и второго А(П 14, а вхс>д,, разрешающий выборку памяти,— с выходом первого формирователя им— пульсов 10.

Устройство работает следующим образом.

Возникающая под воздействием механи-.еской нагрузки цеформация в ма:.ериале конструкции, преобразованная с помощью измерительного преобразсBBTåëÿ 1 цейормации з электрический сигнал, поступает «а входы первого ?, вторсго 3 и третьего 4 капагов из-...ерения. В первом <анале 2 с помощью блока 6 выделяется переменная составляющая деформации, зна-:.åния которой преобразуются в первом ЛЦП 7 в параллельный двоичный код и подаются на часть адресных входов ПЗУ 15. В третьем канале Ь с помошью блока 13 выделяется среднее

=-пачение деформации за цикл изменения нагрузки, которое преобразуется

iо втором АЦП 14 в параллельный двои ный код и подается на другую чañòü адресных входов ПЗУ 15. В момент времени, .когда деформация цикла достигает минимального значения, детектор 8 минимума формирует па выxcqt." второго формирователя 12 им— пульс напряжения, подаваемый на

;;..-всч сброса детектора 9 максимума и на второй вход измерителя 1 временнь:х интервалов. При этом детектор 9 максимума подготавливается к работе, а :=-,Mt.pèòåëü 11 временных интервалов

IB-- инает от чет длительности полуцикла деформации. В момент цостижения последующего максимума цикла де— фоомации сигнал детектора 9 максимума формирует на выходе ;.ервого формирсвателя 0 импульсов импульс напряжения, подаваемый на ключ сброса детектора 8 минимума, первый вход измерителя (1 интервалов времени и на разрешающий выборку вход ПЗУ 15.

При этом цетектор 8 минимума подготавливается к определению минимума дефсрмации в следующем цикле, изме,1208491

25 е

И „

О, при Т= (1ю,при 1 =Тпре ел

Niig где it =0 — регистрируемый уровень амплитуды пе- 0 ременной составляющей деформации, — регистрируемый уровень среднего значения цикловой де- 35 формации; — регистрируемый уровень длительности полуцикла деформации; 40 — время функциониI рования устройства, предельное время функционирования конструкции; 45 — число циклов деформации со значениями параметров цикла, имевших место за время функци- 50 онирования устройства; — число циклов со . значениями параметров деформа- 55 ции до разрушения конструкции (определяется экспери3 =О...tq K =О...Р;

ПРЙ АРл

t4ii Ô К ритель 11 интервалов времени прекращает отсчет и фиксирует на выходе длительность интервала времени между минимумом и последовавшим эа ним максимумом цикла деформации, 5

Хранящаяся в ячейках памяти ПЗУ 15 информация об уровне Oct расхода ресурса усталостной долговечности материала конструкции за один цикл деформации, соответствующая преобразо- 10 ванным в каналах 2-4 в двоичные коды и поданным на адресные входы ПЗУ 15 теКущим значениям параметров цикла деформации (амплитуде переменнбй составляющей деформации, среднему 15 значению цикла и длительности полуцикла деформации), в момент подачи с выхода первого формирователя 10 импульса напряжения на разрешающий выборку памяти вход ПЗУ 15 выдается на вход сумматора 16, где суммируется с ранее полученными h Q . Тем самым осуществляется известный алгоритм линейного суммирования ментально при испы тании материала конструкции на усталостную долговечность); о — израсходованный ресурс усталостной долговечности конструкции.

Значение израсходованного ресурса усталостной долговечности материала конструкции о с выхода сумматора 16 подается на вход индикатора

17 и отображается на световом табло.

Устройство осуществляет схематизацию случайного нестационарного процесса по комплексу параметров, влияющих на усталостйую долговечность: по амплитуде переменной составляющей деформации, среднему значению и частоте. Учет этих параметров позволяет повысить достоверность определения усталостной долговечности материала конструкции.

Формула изобретения

Устройство для определения усталостной долговечности материала конструкции, содержащее измерительный преобразователь деформации, параллельно подключенные к нему первый канал, включающий блок измерения амплитуды переменной составляющей деформации, и второй канал для выработки сигналов, соответствующих частоте нагружения, блок запоминания и преобразования измеряемых параметров деформации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности за счет более полного учета влияния параметров циклов нагружения на долговечность, оно снабжено третьим каналом, который подключен к измерительному преобразователю деформации параллельно первому и второму каналам и включает блок измерения среднего значения цикла деформации, а второй канал содержит детекторы максимума и минимума, параллельно подключенные к выходу измерительного преобразователя деформации, и измеритель времен-. ных интервалов, выход которого и выход первого и третьего каналов подключены к информационным входам блока запоминания и преобразсуания, выход детектора максимума через первый формирователь импульсов сое1208491

Составитель В.Шехтер

Редактор Л.Авраменко Техред С,Мигунова

Корректор.С.Шекмар

Заказ 252/55 Тираж 7 8 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4 динен с разрешающим выборку входом блока запоминания и преобразойания, с первым входом измерителя в1>еменных интервалов и ключом сброса детектора минимума, а выход детектора минимума через второй формирователь импульсов соединен с вторым входом измерителя временных интервалов и ключом сброса детектора макси5 мума °