Устройство для измерения усталостной долговечности машиностроительных конструкций

 

О Й Й С А Н И Е (»)643775

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 24.06.75 {21) 2148590/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (51) М, KJi.

G 01 ) и 3/06

Гооудв ротввнный комитат

СССР во де}}вы кэоорвтоикй

}} открытий

Опубликовано 25.01.79Зюллетень № 3

Дата опубликования описания 28.0т.79 (53) УИК 620.178.. 3{088. 8) И. И. Белчер, А. M. Берееовоквй, g А. Первач ГВ. В, ))авврро (72) Авторы изобретения

) т в

Рижский филиал Всесоюзного научнО-иссл вдов атейльского института вагоносгроения (71) Заявитель

{54) УСТРОЙСТВО БЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УС1АЛОСТНОЙ

ДОЛГОВЕЧНОСТИ МЛЦ!ИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКИИИ

Изобретение относится к области машиностроения.

Известно устройство для намерения усталостной долговечности машиносгроигельных конструкций, содержащее гензОметрический преобразователь и оптическии или магнитный регистратор.

Известное устройство позволяет измерить амплитуды напряжений и количество их повторений, однако оно не обеспечивает непосредственного измерения долговечности.

Известно устройство для измерения усталостной долговечности машиностроительных конструкций, содержащее преобразователь деформации в электрический сигнал, измерительную схему и регистратор.

Измерительная схема состоит из блока реле, каждое из которых настроено на срабатывание при достижении анализируемым сигналом определенного уровня, бло20 ка пересчегных устройств и кок мутатора, связываклдего блок реле с блоком пересчетных устройств.

Зго устройство является наиболее близким по технической сущности к описываемому устройству.

Однако недостаточно высокая точность намерения известной конструкции обусловлена нечувствительностью к промежуточным максимумам напряжений, находящихся в пределах одного разрчда измерения.

С целью повышения точности измере ния измерительная схема устройства выполнена в виде последовательно соединенных фильтра с перестраиваемой частотной характеристикой вида яр() -- " р блока среднеквадрагических отклонений сигнала or поминального и блока нелинейного преобразования вида Т = с(.9

}т} а также задающего блока управления параметрами фильтра и блока нелинейного преобразования соединенного с их управгя}с)шими входами, Где j — частота процесса нагружения;

Н!- показатель наклона кривой выносливссги

643775

Т вЂ” измеряемая долговечность;

Я вЂ” среднеквадра тическсе с rêëoíåние сигнала;

d- — коэффициент прогхорцххо пал ьности

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Описьхваемое устройство содержит тензометрический преобразователь деформации 1, измерительный усилитель 2, ХО фильтр 3 с перестраиваемой частотной характеристикой, блок 4 среднеквадра-, тических отклонений сигнала or номинального, блок 5 нелинейного преобразования,. задающий блок 6 управления параметрами

i5 ,фильтра и блока нелинейного преобразования, регистратор 7 и включенный между регистратором и выходом блока нелинейного преобразования 5 согласухощий ре20 зистор 8.

Явещ я 9 и 10 фильтра 3 однотххххньх и содержат набор переклю хае .ьхх !»--С це-.

:пей 11-12, 13-14, 15-.16, аналоговые ключи 17-19 и резистор 20. Выход зве1$ на 9 фильхpQ 3 подключен через операционный усилитель 21 на вход звена 3 О,.

Выход которого также через операционный усилитель (на чертеже не показан) подключен на вход kg-C цепи 22=23 пассивЗО ного звена 24- фильтра 3.

Меххду блоком 5 нелинейного преобраЭования и пассивным звеном 2-l. Вкхточен блок 4 измерения среднеквадратических отщХснений

Ы

Блок 5 содержит операционный усилитель 25, в цепи обратной связи котороrî включены нелинейные элементы 2628, коммутируемые с помощью аналогоЙых ключей 29-31. Кривая нелинейного

4О феобразования задается резисторами

32-34 и режимом работы нелинейньх,-:;.. элементов 26-28.

Управл.пащие входы 35-37 звена 9, 38-40 - авена 10 фильтра 3 и входы

43-43 блока 5 нелинейного преобразования подключены к выходом задахоще- о блока 6 управления, которыи выполнен в виде источника питания напряжения постоянного тока с регулируемым уровнем на выходе..Сбщее количество К-С цепей фильтра 3 и нелинейных элементов блока 5 определяется числом заданных дискретных значений показ-теля кривой выносливости. «. 3

Устройство работое т слеххующхххх образом. ьхинамическххе напряжения, действук;— щие В испытуемом изделии, преобразротся в электрический сигнал и поступают а вход усилителя 2. С выхода усилителя 2 сигнал поступает на фильтр 3, параметры частотной характеристики которого задаются до начала измерения блоком 6 управления путем коммутации соответствующих R-С цепей.

Частотная характеристика фильтра отражает зависимость повреждения or частоты процесса нагруженич и от угл наклона кривой выносливости и описывается выражением: где — частота процесса нагружения, I u; х — показатель наклона кривой выносливостии .

Отфильтрованный в соответствии с зависимостью повреждаемости от частоты погружения сигнал поступает на вход блока 4 иэмеренич среднеквадратического отклонения, с выхода которого осредненный сигнал постугхает на блок 5 нелинейного преобразования, параметры которого также зада-.ется блоком 6 управления путем коммутации соответствующих нелинейных элементов 26=28 и резисторов

32-34 в цепи обратной связи усилителя

25 с помощью аналоговых ключей 29-31.

Блок 5 нелинейного преобразования отражает зависимость долговечности от среднеквадрагического отклонения сигнала, получаемого на выходе фильтра 3 и описьхвается выражением: где х — измер яемая долговечность;

-Щ

5 - среднеквадратическое отклонение с хх гнал а

4. — коэффициент пропорциональности.

С Выхода блока 5 сигнал, пропорциональный долховечности Т изделия, постунает через резистор 8 на регистратор 7.

Резуль т о ты пр оведенных и сны та ний подтверждаю высокую точность при измерениях усталостной долговечности конструкций, больхххую надежность в работе и простоту обслуживания данного устрой с тВа.

Формула изоб ре те ния

Устрсйхство для измерения усталостной долговечности машиностроительных конструкций, находящихся под воздействием случайных нагрузок, содержащее преобразователь деформации в электрический сигнал„изкхерххте:хьную схему и регистратор, 643775 о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, из» мерительная схема выполнена в виде последовательно соединенных фильтра с перестранваемой частотной характеристикой впдад() = f —, блока среднеквадрати1 ческих отклонений сигнала от номинального и блока нелинейного преобразования вида T = d. 5, а также задающего блока управления параметрами фильтра и блока неличейного преобразования, соединенного с их управляющими входами, где f — часгота процесса нагружения; р — показатечь наклона кривой выносливости; Т вЂ” измеряемая долговечность; — среднеквадратическое отклонение сигнала, Ы вЂ” коэффициент пропорциональности.

Составитель О., Строганов.

Редактор Л. Народнаа Техред Н, 5абурка Корректор Л. Василина

Закаа ЯО11/39 Тираж 1089 Подписное

ЦКИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Э т

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектнаи,