Устройство для усталостных испытаний

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследования прочностных свойств материалов . Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения контроля кинетики развития дефектов.Устройство состоит из набора блоков, образующих канал автоматического слежения за режимом испытаний и поддержания его параметров в заданных пределах и тракт диагностики технического состояния, содержащий генератор 10 управляющих импульсов, частотомер 11 в виде реверсивного счетчика, генератор 23 опорной частоты, блок 24 фор (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 О 31 И 3/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

7..С::

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ д

Н ASTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3929553/25-28 (22) 31.05.85 (46) 07.03.87. Бюл. ¹ 9 (71) Запорожский машиностроительный институт им. В.Я.Чубаря (72) А.П.Трещун, Л.В.Морозов, О.А.Лемешко, Г.Л.Морозова и А.А.Филоненко (53) 620.178.311(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1045036,-кл. С О1 И 7/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАЛОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследования прочностных свойств материалов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения контроля кинетики развития дефектов.Устройство состоит из набора блоков, образующих канал автоматического слежения за режимом испытаний и поддержания его параметров в заданных пределах и тракт диагностики технического состояния, содержащий генератор 10 управляющих импульсов, частотомер 11 в виде реверсивного счетчика, генератор 23 опорной частоты, блок 24 фор1295 мирования управляющих импульсов, блоки 12, 13, 14 памяти с индикаторными табло 38, 39, 40, счетчики 15, 16, .17 циклов. Работа информационного канала основана на сравнении чисел импульсов образцового генератора, захваченного двумя соседними периодами сигнала вибродатчика, установленного на образце. Применение частотомера с прямым и обратным счетом позволяет следить за разностью этих чисел, т.е. за нулевым значением этой разности при отсутствии дефектов в образце.

Появление дефекта при испытании ведет к резкому изменению частоты автоколе286 баний и, как следствие, к ненулевому значению 6 f = f, — Й ; где f; — число импульсов в пачке образцового генератора, попавшего в предыдущий период колебания; f< — то же число на последующем периоде колебания. Это значение записывается в блок памяти и отображается на информационном табло, а счетчик 15 циклов отображает информацию о числе циклов испытания до появления дефекта. Блоки памяти образуют кольцевой сдвигающий регистр, позволяющий последовательно записывать информацию о появлении дефектов. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследования прочностных свойств материалов.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения контроля кинетики развития дефектов.

На чертеже изображена блок-схема устройства для усталостных испытаний.

Устройство содержит последователь но соединенные вибродатчик 1, установленный на испытуемом объекте 2, выпрямитель 3, блок 4 сравнения, усилитель 5, исполнительный элемент 6, усилитель 7 мощности, выход которого подключен к системе 8 возбуждения.

Второй вход блока 4 сравнения соединен с задатчиком 9, а второй вход исполнительного элемента 6 соединен с вибродатчиком l. Тракт диагностики технического состояния состоит из генератора 10 управляющих импульсов, частотомера 11, блоков 12-14 памяти, счетчиков 15-17 циклов и сумматоров

18 — 20.

В устройство дополнительно введены два элемента -HE 21 и 22,генератор 23 опорной частоты, .блок 24 формирования управляющих импульсов, блок . 25 формирования пускового импульса, электронные ключи 26 — 28 блока памяти, электронные ключи 29 — 31 счетчиков циклов и блоки 32 — 34 сигнализации.

Первые входы элементов И-НЕ 21 и

22 подключены к выходу генератора 23 опорной частоты, вторые — соответственно к первому и второму выходам генератора 10 управляющих импульсов.

Блок 25 формирования пускового импульса подключен к первому входу генератора 10 управляющих импульсов, а второй его вход соединен с вибродатчиком 1. Частотомер 11 выполнен в виде реверсивного счетчика, входы прямого (+1) и обратного (-1) счета которого подключены соответственно к выходам элементов И-НЕ 21 и 22 индикаторный вход и вход "Сброс" реверсивного счетчика подключены к третьему и четвертому выходам генератора

I0 управляющих импульсов. Выходы реверсивного счетчика 11 подключены через информационные входы электронных ключей 26 — 28 к блокам 12 — 14 памяти, выполненным в виде последовательно присоединенных к этим ключам дешифраторов 35 — 37, индикаторных табло 38 — 40, сумматоров 18 — 20, и блоков 32 — 34 сигнализации.

Первый вход блока 24 формирования управляющих импульсов соединен с третьим выходом генератора 10 управляющих импульсов, второй вход блока 24 управляющих импульсов соединен с выходом блока 25 формирования пусково3 12952 го импульса, третий, четвертый и пятый входы блока 24 формирования уп- равляющих импульсов подключены со— ответственно к выходам сумматоров 18—

20 первого 12, второго 13 и третьего

14 блоков памяти. Первый, второй и третий выходы блока 24 формирования управляющих импульсов подключены к управляющим входам электронных ключей 29 — 31 счетчиков 15 — 17 циклов 10 и к блокам 32 — 34 сигнализации блаков 12 — 14 памяти. Входы счетчиков циклов 15 — 17 через электронные ключи 29 — 31 подключены к выходу вибродатчика 1. !5

Блок 25 формирования пускового импульса с RC-цепью выполнен из резисторов 41 и 42, конденсатора 43 и контакта 44.

Устройство для усталостных испыта- 20 ний работает следующим образом.

Устройство включается одновременно с включением вибростенда, в котором размещена система 8 возбужде- 25 ния, и приводится в исходное положение. В этом положении генератор 10 управляющих импульсов формирует импульс сброса по четвертому выходу, устанавливая частотомер в нулевое состояние 30 и запрещая прохождение на него через элементы И-НЕ 21 и 22 сигнала вибродатчика 1. Пуск устройства осуществляется кратковременным нажатием кнопки 44 в блоке 25 формирования пу- 35 скового импульса. При этом на первом выходе генератора 10 управляющих импульсов формируется сигнал "Лог.1" дЛительностью, равной периоду сигнала вибродатчика 1, позволяющий прохожде- 40 ние пачки импульсов с генератора 23 опорной частоты через элемент 21 на вход прямого счета частотомера 11.Одновременно сигнал с выхода генератора 10 управляющих импульсов поступа- g5 ет на второй вход блока 24 формирования управляющих импульсов, который через первый выход этого блока открывает электронный ключ 26 блока 12 памяти и позволяет прохождение сигнала с часто-50 томера 11на блок 12 памяти. При этом на выходе сумматора 18 формируется уровень "Лог.1", который поступает на третий вход блока 24, но так как на первом входе этого блока уровень, "Лог.О", то электронный ключ 26 остается открытым для прохождения информации с частотомера 11. С приходом следующего импульса с вибродатчика 1

86 блок 10 формирует уровень "Лог.О" на первом выходе и уровень "Лог. 1" на втором, тем самым позволяя пачке импульсов с опорного генератора 23 через элемент 22 пройти на вход обратного счета (-1) частотомера 11. Из записанного ранее значения f вычитает( ся значение f<,т.е. в памяти частотомера II и на индикаторном табло 38 будет разность ЬЙ = f — f<. При этом, если f = f, то ьЕ=О и на выходе сумматора формируется уровень Лог.O, который поступает на третий вход блока 24 формирования управляющих импульсов. Одновременно на первый вход блока 24 приходит уровень "Лог.1" с третьего выхода генератора 10 формирования управляющих импульсов. Такая комбинация сигналов на выходах блока 24 обеспечивает открытое состояние электронного ключа

26 и прохождение информации в блок

12 памяти.

Если Е< Ф f, в течение двух смежных колебаний произошло усталостное разрушение образца, то л f 4 О и на выходе сумматора формируется уровень

"Лог.1", который поступает на третий вход блока 24 и на вход блока 32 звуковой сигнализации. Одновременно на первый вход блока 24 с третьего выМ хода генератора 10 поступает уровень

"Лог.1". Наличие уровней "Лог.1" на. первом.и третьем входах блока 24 закрывает электронный ключ 26 и препятствует прохождению информации в блок

12 памяти в результате установления уровня "Лог.О" на первом выходе блока 24. Одновременно с первого выхода блока 24 уровень "Лог.О" поступает на второй вход блока 32 сигнализации и на вход электронных ключей 29. Уровень "Лог.1" на первом входе блока звуковой сигнализации и уровень

"Лог.О" на его втором входе обепечивак|т включение звуковой сигнализации, с появлением которой производят снятие показаний с табло 38 первого блока 12 памяти, а также количество циклов со счетчика 15, который отключается от датчика 1 одновременно с отключением блока 12 памяти при поступлении уровня "Лог.О" с первого выхода блока 24 на электронные клюшки 29, Одновременно с этим происходит формирование уровня "Лог.1" на втором выходе блока

24. Поэтому одновременно с отключением первого блока 12 памяти подачей

1295286

50 изобретения

Формула

Устройство для усталостных испытаний, содержащее последовательно соединенные вибродатчик для установки на испытуемом образце, выпрямитель, блок сравнения с задатчиком, усилитель, исполнительный элемент, связанный вторым входом с. вибродатчиком, 55 уровня "Лог.l" с второго выхода 24 на вход электронных ключей 27 и 30 происходит подключение второго блока

13 памяти к выходу реверсивйого счетчика ll и подключение счетчика 16 циклов к датчику I.

Таким образом, в первом блоке 12 памяти записывается значение hf, пропорциональное образовавшемуся дефекту в образце, а на счетчике 15 записывается количество циклов, после которых происходит разрушение образца.

Аналогично работает второй канал 13 затем третий канал 14. После отключения третьего канала 14 включается первый канал 12.

В процессе усталостных испытании поддерживается постоянной амплитуда колебаний исследуемого образца. Для этого сигнал с датчика 1, пропорциональный амплитуде колебаний испытуемого образца 2, подают на выпрямитель 3 и в блоке 4 он сравнивается с величиной сигнала, поступающего с задатчика 9. Сигнал рассогласования через усилитель 5 поступает в исполнительный элемент 6, который изменяет сигнал на входе усилителя,7 мощности, нагрузкой которого является система 8 возбуждения, таким образом, чтобы поддерживать амплитуду колебаний испытуемого образца постоянной. Pежим автоколебаний, обеспечивающий автоматическую настройку колебаний испытуемого образца ? на ре- З5 эонансную частоту, осуществляется подачей сигнала вибродатчика 1 на вход усилителя 7 мощности через исполнительный элемент 6.

Режим виброиспытаний длится до полного разрушения или до тех пор, пока уровень сигнала с вибродатчика

1 достигает амплитуды, достаточной для управления режимом автоколебаний на резонансной частоте испытуемого

45 образца. При уходе с режима автоматической подстройки амплитуда образца резко падает и испытания прекращаются. усилитель мощности, систему возбуждения и тракт диагностики технического состояния, включающий генератор управляющих импульсов, частотомер в виде реверсивного счетчика, блоки памяти и счетчики циклов, о т л и— ч а ю щ е е с .я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено генератором опорной частоты, двумя элементами И-НЕ, каждый из которых одним входом связан с соответствующими двумя из четырех выходов генератора управляющих импульсов, а другими входами связаны между собой и с выходом генератора опорной частоты, блок формирования управляющих импульсов с числом выходов, равным числу блоков памяти, блоком формирования пускового импульса, связанным с одним.из входов генератора управляющих импульсов, другой вход которого связан с вибродатчиком, электронными ключами счетчиков циклов с двумя входами, каждый блок памяти состоит из последовательно соединенных электронного ключа с информационным и управляющим входами, дешифратора, индикаторного табло, сумматора, блока сигнализации, один вход которого соединен с сумматором, а другой связан с управляющим входом электронного ключа блока памяти, с управляющим входом электронного ключа счетчика циклов и с соответствующим выходом блока формирования: управляющих импульсов, выходы частотомера связаны с соответствующими информационными входами электронных ключей блока памяти, вход прямого счета частотомера — с выходом одного из элементов И вЂ” НЕ, вход обратного счета частотомера — с выходом другого элемента И-НЕ, индикаторный вход частотомера — с третьим выходом генератора управляющих импульсов и с первым входом блока формирования управляющих импульсов, вход Сброс" частотомера — с четвертым выходом генератора управляющих импульсов, другой вход которого связан с вибродатчиком и с соответствующими входами электронных ключей счетчиков циклов, второй вход блока формирования управляющих импульсов связан с выходом блока формирования пускового импульса, остальные входы блока формирования управляющих импульсов связаны с соответствующими выходами сумматоров соответствующих блоков памяти °