Устройство для исследования повреждаемости образцов материалов при испытаниях на усталость

 

и

QQw, ";, ".g я т . й О П И |. А Е

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЮТВЛЬСТВУ (11), 446808

Союз Советских

Социалистических

Реслу блик (61) Зависимое от авт. свидетельства(22) ЗаявленоО5.Щ.72 (21 (734Щ 25Q8 (51) М Кл.

Q 01в3/38 с присоединением заявкиГасударственный комитет

Совета Миниетреа СССР па делам изоаретеинй и открытий (32) ПриоритетОпубликованоТЫО. 74 Бюллетень № 38

Дата опубликования описанияХ5.Х2.74 (53) УИК 620. Г 8.

° °

22.2

088.8) (72) Автор . изобретения

С.Л.Скалозуб (71) Заявитель Институт механики полимеров АН Латвийской ССР (541 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИИ ПОВРЕЖПАИИОСТИ ОБРАЗЦОВ

МАТЕРИАЛОВ ПРИ ИСПЫТАНИЯХ НА УСТАЛОСТЬ

Известно устройство для иссле- дования повреждаемости образцов ма. твриалов при испытаниях на усталость, содержащее генератор электрических колебаний, соединенный с 5 ним электромеханический вибратор, на котором закрепляется образец, пьезоэлемент, устанавливаемый на образце, усилитель, вход которого соединей с пьезоэлементом, и реги- 1о стратор, соединенный с выходом усилителя.

Однако с пьезоэлемента на вход усилителя, помимо преобразованных в электрическое напряжение пассив- 15 ных акустических сигналов, поступает гармоническая помеха с частотой циклической нагрузки образца, снижающая чувствительность устройства.

Цель изобретения - повышение чувствительности и помехоустойчивости устройства.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно снабжено блоком вычитанйя, один из входов которого подсоединен к ycuI литвлю, а выход соединен с .рвгист2 ратором, фазовращателвм 90" сдвига, вход которого соединен с усилите лем, регулируемым фазовращателем, подключенным с одной стороны к генератору электрических колебаний, н с другой стороны — к аттенюатору, к которому подключен другой вход блока вычитания, двумя перемножителями, один из входов каждого из которых подсоединен к аттенюатору, второй вход первого перемножителя подсоединен к блоку вычитания, а второй вход второго перемножитвля подсоединен к фазовращателю 90 сдвига; двумя электродвигателями, соединенными соответственно с выходами первого и второго перемножителей через интеграторы и фазовращательные усилители постоянного тока и связанными кинематически, первый - с аттенюатором, а второйс регулируемым фазовращателем.

На чертеже изображена блок«схема предлагаемого устройства.

° устройство содержит пьезоэлемент Х, установленный на образце 2, скрепленном с электромеханическим

446808

3 вибратором 3; генератор Ф электрических колебаний; усилитель 5; регулируемый фазовращатель 6 аттенюатор 7; фазовращатель 8 90 сдвига; блок 9 вычитания; перемножите- 5 ли IO, П; интеграторы 12, I5; фа зучувствительные усилителй 1Ф, Е5 постоянного тока; электродвигатели

16, I7; регистратор 18 для записи пассивных акустических сигналов на магнитную ленту. устройство работает следующим образом.

При колебаниях образца 2, возбуждаемых в нем вибратором 3, с пьезоэлемента I на один вход бло-. ка 9 вычитания поступает усиленное усилителем 5 электрическое напряжение, представляющее собой д сумму пассйвных акустических сигналов, возникающих при усталостной поврвждаемости ооразца, и гармонической помехи с частотой циклической нагрузки образца 2. Эта сумма напряжений вычитается в бло- ке 9 вычитания с компенсирующим напряжением с частотой нагрузки образца 2, подаваемым в цепь управления блока 9 вычитания от гене ратора Ф электрических колебаний через аттвнюатор 7 и регулируемый фазовращатель б. Сдвиг фаз между когврентными составляющими напряжений, поступающими на входы блока

9 вычйтания, устраняется посред- зб ством электромеханической системы с отрицательной ооратной связью, состоящей из фазовращателя 8 90 сдвига„ неремножителя II, интегyaтора I3, фазочувствительного 40 усилителя I5 постоянного тока реверсивного электродвигателя I) и регулируемого фазовращателя 6. Постоянное напряжение на выходе неремножителя П пропорционально си- <5 нусу угла фазового сдвига между когерентными составляющими напряжении, одно из которых поступает на одий вход пвремножителя П непосредственно, а второе - на его о 50 второй вход со сдвигом фазы на 90 .

Таким образом, если указанный угол фазового сдвига отличен от нуля, то в цепь возбуждения электродвйгателя 17 поступит питание от фа- ы зочувствитвльного усилителя I5 посI îøøîãо тока и вал ротора электродвигателя I) будет перемещать подвижную систему регулируемого фазовращатвля 6 до тех пор, пока угол фазового сдвига станет равным нулю, и оомотыа возбуждения электродвигателя I7 обесточится. По4 стоянное напряжение на вйходе перемножителя IO пропорционально произведению когерентных составляющих напряжений, поступающих на его входы, умноженнйх на косинус сдвига йаз между этими напряжениями.

Значит, напряжение на выходе перемножителя IO будет равно нулю в том случае, если в напряжении, снимаемом с выхода блока 9 вычитания, отсутствует гармоническая составляющая с частотой циклической нагрузки образца 2. Автоматическая компенсация указанной составляющей производится посредством электромеханической системы с отрицательной обратной связью, состоящей из перемножителя IO, интегратора I2 фазочувствитвльного усилителя Л постоянного тока, электродвигателя I6 и аттенюатора 7. При наличии в выходном напряжении блока 9 вычитания гармоническрй помехи в обмотку возбуждения электродвигателя I6 поступает напряжение питания от фазочувствительного усилителя I4 постоянного тока и вал ротора электродвигателя Ih перемерзает подвижную систему аттенюатора 7 до тех пор, пока произойдет компенсация помехи, и обмотка возбуждения электродвйгателя 16 обесточится. Пропорциональ. ное исследуемым пассивным акустическим сигналам электрическое напряжение, снимаемое с выхода блока

9 вычитайия, в котором подавлена гармоническая помеха, поступает на запись в регистратор 18.

Преимуществом предлагаемого устройства является также и то, что оно вследствие инерционностй интеграторов I2, I3 не компвнсируGT кратковременйые радиоимпульсы в спектре пассивных акустических сигналов с частотой заполнения, равной частоте циклической нагрузки образца 2 .

ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ устройство для исследования повреждаемости образцов материалов при испытаниях на усталость, содержащее генератор электрических колебаний, соединенный с ним электромеханический вибратор, на котором закрепляется образец, пьезоэлемент, устанавливаемый на образце, усилитель, вход которого соедийвн с пьезоэлементом, и регистратор, соединенный с вйходом усилителя, о т л и ч а ю щ- е в с я

446808 5 тем, что, с целью повышения чувствйтельйости и помехоустойчивости, оно снабжено блоком вычитания, один из входов которого подсоединен к усилители, а выход соединен с регистратором, фазовращателем 90 сдвига,вход которого соединви с ° усилителем, регулируемым фазовра- щателем, подключенным с одноИ стороны к генератору электрических 1о колебаний, а с другой стороны - к аттенюатору, к которому подключен другой вход блока вычитания, двумя перемножителями, .один иms входов е каждого as которых подсоединен к аттенюатору, второй вход первого перемножителя подсоединен к блоку вычитания, а второИ вход второго перемножителя подсоединен к фааовращателю 90 сдвига; двумя электродвигателями, соедйненными соо ветственно с вйходами первого и второго перемножителей через интеграторы и фазочувствительные усилители постоянного тока и связанными кинематически, первый - с аттенюатором, а второй + о регулируемым фазовращателем.

Составитель Ве ЕПИС86НКО ! тедактор Л,ВНИЛЬКОВа:. Текред Я (ИИИа Корректор g-QggабфИОж

Заказ Я7Р Изд. 1й g© Тираж Q5g 1Тдписиое

ЦНИИ!!И Государствеипото комитета Совета Министров ииист ов СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская иаб., 4 !

1редприятие «!1атеит», Москва, 59, Бе!к"KK08cKBH н б., аб., 24