Способ задания виброударов



Способ задания виброударов
Способ задания виброударов
Способ задания виброударов
Способ задания виброударов
Способ задания виброударов
Способ задания виброударов
Способ задания виброударов
Способ задания виброударов
Способ задания виброударов

 


Владельцы патента RU 2583854:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (RU)

Заявленное изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при экспериментальной обработке изделий в лабораторных условиях. Сущность способа заключается в воспроизведении виброударных процессов на электрически управляемых вибростендах, характеризующихся формированием управляющего сигнала в виде временного отрезка импульсной переходной функции, получаемого путем управления начальной фазой и длительностью, причем указанное управление по сути представляет стробирование указанного управляющего сигнала, кроме того формирование указанного управляющего сигнала осуществляют с регулировкой уровня постоянной составляющей задаваемого сигнала. Технический результат заключается в возможности воспроизведения виброудара, регулируемого в пределах, обеспечивающих заданный режим испытаний. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при экспериментальной отработке изделий в лабораторных условиях.

Аналогом предлагаемого изобретения является способ задания испытательного воздействия посредством эталонных ударных импульсов, рекомендованных Международной электротехнической комиссией (см. справочник «Вибрации в технике» т. 5, стр. 481-482, изд. «Машиностроение», М., 1981). Такой способ реально осуществлен в компьютерных системах управления виброиспытаниями (в частности VR8500 и Dactron Laser).

Применение при ударных испытаниях эталонных импульсов подвижная часть вибростенда (а, следовательно, и закрепленное на стенде изделие), находившаяся до удара в состоянии покоя, после удара приобретает остаточную скорость. Если эту скорость не погасить, то подвижная часть стенда будет двигаться до упора. В результате возникнет непредусмотренный вторичный удар, способный привести к поломке стенда и изделия. Чтобы этого не произошло, в системах управления программно предусматривается гашение остаточной скорости. Достижение этого эффекта возможно лишь при выполнении ряда условий, обеспечивающих предварительный разгон подвижной части стенда перед формированием собственно удара и ее торможение после того, как удар уже произведен. Это усложняет работу системы управления. Большинство электродинамических вибростендов имеют свободный ход не более 50 мм, и поэтому они пригодны для воспроизведения импульсов длительностью не более несольких миллисекунд.

Аналогом-прототипом предлагаемого изобретения является «Система воспроизведения удара с применением третьоктавного фильтра» (см. «Mechanical Vibration and Shock Measurements». Bruel & Kjaer, 1980, стр. 259-260).

Практически испытание на виброудар выполняется в виде последовательно включенных импульсного генератора и узкополосного фильтра, а также ряда элементов, обеспечивающих формирование на входе усилителя слаботочного сигнала колебательной формы. Устройство подобного принципа действия рассмотрено также в авторском свидетельстве N 519847 МКИ НОЗК 3/80.

Указанное устройство предназначено для воспроизведения виброударных импульсов с регулированием начальной фазы и длительности формируемого сигнала. Однако его реальное применение для создания однократного или периодически следующего силового воздействия, представляющего собой апериодическое колебание невозможно из-за отсутствия в составе указанного устройства средств оценки величины остаточной скорости движения стенда.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа виброударных испытаний на электрически управляемых вибростендах, при которых формируемое силовое воздействие регулируется в широких предела по основным параметрам, при этом система управления обеспечивает устранение последствия в виде остаточной скорости подвижного элемента.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в способе задания виброударов процессов при их воспроизведении электрически управляемыми стендами осуществляется формирование управление работой стенда с учетом контролируемого минимума остаточной скорости подвижной платформы стенда. При этом скорость определяется интегрированием выходного сигнала виброизмерителя, выраженного в единицах виброускорения.

При этом указанный управляющий сигнал формируют стробированием исходного синусоидального колебания, затухающего по экспоненте.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является возможность воспроизведения на электродинамических стендах виброудара, регулируемого в пределах, обеспечивающих заданный режим испытаний, при этом форма виброудара близка к полусинусоиде.

На фиг. 1-3 показана блок-схема осуществления заявленного способа воспроизведения виброударов. При этом на блок-схеме фиг. 1 показаны связи системы управления 5 с агрегатным комплексом 4 силового оборудования, а на блок-схеме фиг. 2 изображен виброизмерительный канал 6 и его связи с аппаратурой 10 регистрации и обработки сигналов. На фиг. 3 показаны с уточнением связи и операции настройки одного из элементов системы управления, конкретно блока 3 стробирования.

Осциллограммы основных рабочих сигналов и результаты аппаратурной обработки виброудара показаны на фиг. 1-5 Приложения.

Блок-схема фиг. 1 содержит в своем составе следующие аппаратурные устройства:

- импульсный генератор 1;

- узкополосный (частотно-избирательный) фильтр 2;

- блок 3 стробирования;

- агрегатный силовой комплекс 4, содержащий последовательно соединенные усилитель мощности и электродинамический вибростенд.

Первый выход импульсного генератора 1 подключен к входу узкополосного фильтра 2 и к управляемому входу блока 3 стробирования. Второй выход импульсного генератора 1 подключен к синхронизирующему входу аппаратуры 10 регистрации и обработки (см. фиг. 2). Выход узкополосного фильтра 2 соединен с сигнальным входом блока 3 стробирования. Выход блока 3 стробирования соединен с входом силового агрегата 4, конкретно - с входом усилителя мощности, входящего в состав агрегата 4. Все элементы блок-схемы фиг. 1 образует единую систему 5 управления.

Блок-схема фиг. 2 объединяет в своем составе виброизмерительный канал 6, содержащий пьезоакселерометр 7, согласующий измерительный усилитель 8 и интегрирующий усилитель 9, и аппаратуру 10 регистрации и обработки сигналов. При этом пьезоакселерометр 7, согласующий усилитель 8 и интегрирующий усилитель 9 соединены между собой последовательно, выход согласующего усилителя 8 подключен к входу первого канала регистрирующей аппаратуры 10, а вход интегрирующего усилителя 9 соединен с входом второго канала аппаратуры 10.

Взаимодействие элементов блок-схем фиг. 1 и 2 происходит следующим образом.

Сигнал U1 в виде однократного или периодически следующего импульса с первого выхода импульсного генератора 1 поступает на вход узкополосного фильтра 2 и на управляемый вход блока 3 стробирования. Импульс U1 имеет прямоугольную форму и длительность около 1 мс. Воздействие импульса U1 приводит к возникновению на входе фильтра 2 затухающего по экспоненте синусоидального напряжения U2, представляющего собой импульсную переходную функцию фильтра 2. При этом частота сигнала U2 определится настройкой фильтра 2, выполняемой визуально по шкале фильтра. Облик сигналов U1 и U2 показан на осциллограммах фиг. 1 Приложения.

Сигнал U2 с выхода фильтра 2 поступает на вход блока 3 стробирования, на управляемый вход которого с первого выхода импульсного генератора 1 передается импульс U1. Органами настройки блока 3 создается требуемая начальная фаза и длительность сигнала U3 на выходе блока 3.

Сигналы U1 и U3 во временной области показаны на фиг. 2 Приложения. Начальная фаза и длительность сигнала U3 показаны соответственно временными промежутками Δt1 и Δt2.

Кроме того, сигнал U3 регулируется по уровню постоянной составляющей Uп. Облик сигнала U3 с измененным уровнем Uп показан на фиг. 3 Приложения.

Сигнал U3 с выхода блока стробирования поступает на вход усилителя мощности, а с выхода последнего - на электродинамический вибростенд. Последний преобразует электрический сигнал U3 в механическое силовое воздействие N, представляющее виброудар. Заданное значение виброудара N по амплитуде и корректировка по параметрам Δt1 и Δt2 производятся при малой амплитуде виброудара.

Виброудар N воздействует на пьезоакселерометр 7 (см. блок-схему фиг. 2), который преобразует механический удар в электрический сигнал U5, который измерительным усилителем 8 преобразуется в сигнал U6, поступающий на вход первого канала аппаратуры 10 регистрации и обработки. Кроме того, сигнал U6 передается на вход интегрирующего усилителя 9. Поскольку сигнал U6 в физическом смысле представляет виброускорение, то на выходе интегрирующего усилителя 9 получается сигнал U7, непосредственно пропорциональный скорости сформированного системой виброудара. Сигнал U7 передается на вход второго канала аппаратуры 10. Таким образом, обеспечивается одновременная регистрация виброудара как по ускорению, так и по скорости.

Характер полученных при подобной работе систем согласно блок-схем фиг. 1 и 2 показан на фиг. 4 Приложения. При этом верхняя осциллограмма представляет импульс виброускорения, а нижняя - виброскорость. Как видно из осциллограммы ускорения, виброудар с заданными значениями фазы и длительности имеет смещение вниз относительно горизонтали примерно на 50%. Этим обеспечивается полное погашение остаточной скорости движения подвижной платформы стенда. Сравнительный характер осциллограмм ускорения и скорости зарегистрированного виброудара отличается четкой согласованностью. В частности, максимуму ускорения соответствует нулевая величина скорости, а экстремум скорости совпадает с нулевыми значениеми ускорения.

Кроме измерения амплитуды и длительности виброудара аппаратура 10 регистрации и обработки сигналов производит операции математической обработки, в частности быстрое преобразование Фурье. На фиг. 5 Приложения верхний график показывает в логарифмическом масштабе быстрое преобразование Фурье виброудара ускорения (второй график сверху).

В осуществленном варианте предлагаемого изобретения применены следующие аппаратурные устройства:

- в качестве импульсного генератора 1 - генератор Г5-54;

- в качестве фильтра 2 - узкополосный фильтр 01013 (Robotron, Германия);

- в качестве блока 3 стробирования - ограничитель длительности сигналов 2972 (Bruel & Kjaer, Дания);

- в качестве агрегата 4 силового оборудования - система VR 8500(США);

- в качестве пьезоакселерометра 7 - датчик виброускорения KD - 35 (Германия, VEB Metra Mess - Und Frequenztechnik, Radebeul);

- в качестве усилителей 8 и 9 - согласующий предусилитель 00028 (Robotron, Германия);

- в качестве аппаратуры 10 регистрации и обработки - цифровой осциллограф DSO 6012А (Agilent Technologies).

1. Способ задания виброударов, основанный на воспроизведении виброударных процессов на электрически управляемых вибростендах, характеризующийся формированием управляющего сигнала в виде временного отрезка импульсной переходной функции, получаемого путем управления начальной фазой и длительностью, причем указанное управление, по сути, представляет стробирование указанного управляющего сигнала, кроме того, формирование указанного управляющего сигнала осуществляют с регулировкой уровня постоянной составляющей задаваемого сигнала.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что посредством указанных регулировок контролируют минимум остаточной скорости подвижной платформы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для прогнозирования параметров качества обрабатываемой поверхности. Способ включает формирование полигармонического возбуждающего воздействия на входе металлообрабатывающего станка путем взаимодействия инструмента станка в виде шлифовального круга или дисковой фрезы с поверхностью заготовки в виде пластины с пазами прямоугольного профиля в процессе ее обработки с заданными параметрами.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям объектов путем воздействия на них внешним гидростатическим давлением. Способ включает размещение объекта испытаний (ОИ) на опоре, герметичное закрепление на ОИ камеры в виде трубы, заполнение камеры рабочей жидкостью большой вязкости, создание испытательной нагрузки на поверхность ОИ при помощи груза, падающего на плунжер, размещенный в камере над рабочей жидкостью.

Изобретение относится к области испытательного оборудования, предназначенного для испытаний на работоспособность СИ и ВУ при задействовании их импульсами тока различной формы и амплитуды в момент действия ударных нагрузок.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при испытании конструкций и отдельных элементов зданий и сооружений, работающих на изгиб с кручением при статическом и кратковременном динамическом воздействии с определением точной деформационной модели конструкции, например балок или плит.

Изобретения относятся к приборостроению, в частности к контрольно-измерительной технике, а именно к автоматическим средствам непрерывного отслеживания состояния конструкций.

Изобретение относится к области обеспечения надежности и безопасности технических устройств производственных объектов повышенной опасности. Способ заключается в осуществлении системы контроля, включающей оценку состояния технических устройств технологических установок, усиленный входной контроль технического состояния технических устройств технологических установок на основе анализа технической документации с учетом условий эксплуатации, вероятности отказов в период эксплуатации, а также комплексный сопровождающий контроль фактического их технического состояния в условиях увеличенного интервала между капитальными ремонтами.

Изобретение относится к области динамических испытаний конструкций и может быть использовано при испытаниях механических конструкций и электронных систем на динамические механические или электронные воздействия.

Изобретение относится к области экспериментальной аэромеханики и может быть использовано при исследованиях динамических характеристик основных элементов конструкции летательного аппарата во время эксплуатации.

Изобретение относится к области охранной сигнализации и касается способа установления воздействия на конструкцию с использованием датчика движения. Технический результат заключается в повышении достоверности определения разрушения конструкции.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для проведения испытаний на надежность электронных плат (ЭП) и их компонентов к комбинированным механическим и тепловым воздействиям.

Заявленные изобретения относятся к контрольно-измерительной технике, а именно к автоматическим средствам непрерывного мониторинга состояния конструкции стартового сооружения в процессе его эксплуатации. Система, реализующая предлагаемый способ, содержащий набор измерительных преобразователей, блок предварительной обработки сигналов, включающий плату аналого-цифрового преобразователя, линию связи - шину, устройство согласования сигналов - конвертер, пункт контроля, выполненный в виде компьютера, и связанные с последним дисплей, устройство звуковой сигнализации, условное изображение контролируемой конструкции с размещенными на ней цветными метками-индикаторами, планово-высотную геодезическую основу стартового сооружения и комплект контроля изменения полей давления температуры на поверхности защитного покрытия стартового сооружения. В качестве планово-высотной геодезической основы стартового сооружения принята сеть глубинных реперов в виде трех «кустов» и одного референтного пункта 14, расположенных равномерно вокруг стартового сооружения на расстоянии 60-80 метров от него, а также систему деформационных марок. Каждый «куст» включает три глубинных репера. В качестве комплекта контроля изменения полей давления и температуры на поверхности защитного покрытия стартового сооружения приняты датчики давления и температуры, размещенные на защитном покрытии стартового сооружения на одной видимой прямой линии. Технический результат заключается в повышении точности измерений и достоверности долговременного контроля конструкции стартового сооружения. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх