Устройство для усталостных испы-таний изделий

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическим

Республик о11813192 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.05.78 (21). 2620096/25-28 с присоединением заявки Hо (23) Приоритет

Опубликовано 150381. Бюллетень ИЯ 10

Р1>М. К„.З

6 01 и 3/36

Государственммй конмтет

СССР во делан мзобретеммй н откритмй (53) УДК 620.178. 311. . 5 (088. 8) Дата опубликования описания 15. 03. 81

A. М. Науменко g 1". А, Черепащук (72) Авторы изобретения

/:;- „ . "4

-4 а ) - = ° (71) Заявитель

Харьковский авиационный институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАЛОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устрой-. ,ствам для усталостных испытаний из,делий, и может быть применено в машиностроении.

Известно устройство для усталостиых испытаний изделий, содержащее силовозбудитель, элек рогидравлический распределитель питания, изме-. рители параметров нагружения,счетчики числа циклов, блок управления, задатчики программных значений нагружения (1 J ..

Недостатком устройства является сложность набора программы испытаний и невысокая точность задания значений нагрузки.

Наиболее близким к предложенному является устройство для усталостных испытаний изделий, содержащее электрогидравлический распределитель питания с .элементом управления, силовозбудитель, измеритель параметра нагружения, счетно-импульсный блок, который подключен входом к измерителю параметра нагружения и элементу управления раснределителя питания, программный узел, блок управления, выходы программного узла,а также вход и выход счетно-импульсного блока подключены ко входам блока управления.

Данное устройство позволяет проводить программное нагружение иэделий по сложным знакопостоянным и энакопеременным циклам (2).

Недостатком данного устройства является ограниченная точность задания циклических программ нагруже10 ния, а также то, что программный узел задает только экстремальные значения (уровни ) нагрузок, но не задает закон изменения мгновенных значений нагрузки. Поэтому форма

15 циклов нагружения не определена si зависит от режима работы силовозбудителя. Частота циклического нагружения тоже не определена и заранее не задается, поскольку она зависит от

20 уровней нагрузок на ступенях программы °

Цель изобретения — повъааение точности задания и точности определения экстремальных, средних и ам2з плитудных значений нагружения изде,лий .

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено узлом измерения и индикации, содержащим блок

30,вычисления амплитудных и средних г

813192 звенья и операционный усилитель подключены ко входам сумматора, выход которого подключен ко входу управляющего элемента распределителя и выходам Формирователей, входы гене- ратора, задатчиков коммутирующих звеиьев подключены к выходам блока управления, второй выход генератора и выходы задатчиков через коммутирующие звенья и операционный усилитель подключены ко входам блока управления. 35

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; иа фиг.2 - циклограмма нагрузок; на фиг.З вЂ” блок-схема выпрямителя и ячейки памяти. устройство содержит программный 49 узел 1, канал 2 управления нагружением изделия 3, узел 4 измерения и индикации. Программный узел 1 включает параллельно соединенные гененатор 5 симметричных колебаний с элементами 6 и 7 настройки частоты и амплитуды соответственно, задатчик 8 постоянного уровня нагружения и задатчик 9 скорости перехода между уровнями, коммутирующие звенья

10-13,,блок 14 управления, операционный усилитель 15, счетно-импульсный блок 16, сумматор 17. Канал 2 управления содержит последовательно соединенные элемент 18 управления. распределителем 19, силовоэбуди23 с инвертированным на выходе сигна- щ лом, выпрямители 24 и 25, ключи 2629, ячейки ЗО, 31 памяти и общие для параллельных каналов коммутатор 32 и блок 33 вычисления амплитудных и средних значений нагружения. К вызначений нагружения, блок индикации, коммутатор и два канала максимальноro и минимального сигналов, каждый иэ которых включает последовательно соединенные формирователь, выпрямитель, первый ключ, ячейку памяти, второй ключ, входы формирователей подключены к измерителю нагружения, второй выход формирователя подключен ко входу первого ключа, выходы вторых ключей подключены ко входам вычисления, выход которого подклю,чен к блокам индикации и управления, управляющие входы блоков индикации, вычисления, вторых ключей, выпрями.телей подключены через коммутатор к программному узлу, который содержит четыре коммутирующих звена, операционный усилитель, сумматор, и выполнен в виде параллельно соединенных генератора симметричных колебаний, задатчика постоянного уровня нагружения и задатчика скорости перехода между уровнями, выход генератора через коммутирующее звено и вы-, ходы задатчиков через коммутирующие тель 20, измеритель 21 параметра нагружения. Узел 4 измерения и инди- . кации содержит параллельно соединенные формирователь 22, формирователь ходу блока 33 подключен блок 34 индикации. Каждый из выпрямителей 24 и 25 содержит ключи 35 и Зб, компаратор 37, повторитель 38.

Устройство работает следующим образом.

Набор программы испытаний производится заданием в блоке 14 управления величины скорости, постоянного уровня, амплитуды, частоты и числа циклов для каждой ступени нагружения. При формировании линейного перехода ступени по командам блока

14 управления коммутирующее звено

11 открывается, звенья 10, 12 и 13 закрываются, задатчик 9 скорости

Б начинает выдавать напряжение, соот ветствующее скорости Р; линейного; перехода. Операционный усилитель

15 переводится в режим интегрирования и на выходе сумматора 17 появляется напряжение, линейно изменяющееся с заданной скоростью Р . По достижению этим напряжением заданногс постоянного уровня Р 1 блок 14 управления закрывает звено 11, открывает звенья 10 и 13 и выдает команду на задатчик 8. При этом выходное напряжение задатчика 8 соответствует постоянному уровню Р„ 1 ступени, операционный усилитель 15 переводится в режим масштабирования и его выходное напряжение определяет величину указанного уровня. Одновременно по командам блока 14 управления элементы 6 и 7 настройки задают частоту f> и амплитуду Рд; симметричных колебаний генератора 5. При первом (после этого момента) переходе напряжением генератора 5 нулевого уровня блок 14 управления открывает звено 12, и на второй вход сумматора 17 подается напряжение, соответствующее переменной составляющей нагружения . В результате напряжение на выходе сумматора 17 определяет закон изменения мгновенных значений программы испытаний. Счетно-импульсный блок 16 осуществляет счет по сигналам измерителя 21 числа циклов нагружения на данной ступени нагружения, счет ступеней нагружения.

По достиж ию заданного числа N< циклов н. данной ступени блок 16 выдает с> .ал в блок 14 управления для переключения на следующую ступень нагружения. Сигнал программного узла

1 сравнивается в элементе 18 с сигналом измерителя 21. Напряжение рассогласования воздействует через распределитель 19 на силовозбудитель

20.В результате силовозбудитель 20 производит программное нагружение иэделия по сложным энакопостоянным и знакопеременным циклам.

Сигнал с измерителя 21 поступает на узел 4 определяющий экстремальные средние и амплитудные значения параметра нагружения. Переменная сос813192 тавляющая параметра нагружения.„имеет симметричную форму цикла. Поэтому среднее и амплитудное. значение участка программной степени, содержащего постоянную и переменную составляющие т можно определить по результатам из-. мерения максимального Р,„а„ и минималь5 ного Р„„„значений параметра по формуле

Рщак+ Р гтин Рвиа- Рина юц

Aгде P A — амплитудное значение;

P„>- среднее значение.

В узле 4 индикации максимальное и минимальное значения цикла параметра нагружения измеряются по методу запоминания экстремальных значений 15 аналогового сигнала на емкостных накопителях, а вычисление среднего и амплитудного значений цикла производится по приведенным алгоритмам.

Выпрямители 24 и 25 позволяют за- 2р помнить в емкостных ячейках 30, 31 памяти максимальное и минимальное значения цикла соответственно. При возрастании напряжения измерителя

21, по сигналу звена 12 после прохождения напряжением нулевой фазы, коммутатор 32 открывает ключ 35 и списывает запомненное ранее на емкости С1 максимальное значение предыщуго цикла. После окончания указанного импульса, в результате возрастания сигнала с измерителя 21, напряжение на выходе формирователя

22 становится больше напряжения на емкости С1 . Компаратор 37 непрерывно сравнивает эти напряжения, и Ç5 при достижении определенного значения выдает разрешающее напряжение на ключи 26 и 36, открывая их. Происходит подзаряд емкости. С„ и емкостной ячейки 30 памяти. Когда сигнал ® с измерителя 21 пройдет свое максимальное значение, компаратор 37 закрывает ключи 26 и 36. В результате напряжения на емкости С и на емкостной ячейке 30 памяти бдут поддерживаться на уровне, равном запомненному максимальному значению.

При убывании выходного напряжения измерителя 21 в результате аналогичного функционирования выпрямителя

25 и ключа 27 на емкостной ячейке 31 запоминается инвертированное максимальное значение цикла. Следовательно, после прохождения выходным напряжением измерителя 21 своего минимального значения в обеих емкостных 55 ячейках будут записаны экстремальные значения. Поэтому возможно определение среднего и амплитудного значений цикла. По сигналу с выхода звена 12 в момент прохождения переменной сос- щ тавляющей программы нулевой фазы коммутатор 32 кратковременно.открывает ключи 28 и 29 и выдает сигналы на блок 33 вычисления и блок 34 индикации. По этим сигналам блок 33 производит определение в аналоговой форме выбранного значения (максимального, минимального, среднего или амплитудного), а блок 34 осуществляет его аналогово-цифровое преобразование и индикацию для визуального контроля.

Предложенное устройство увеличивает точность определения параметров нагружения и воспроизведения программ нагружения изделий.

Формула изобретения

Устройство для.усталостных испытаний изделий, содержащее электрогидравлический распределитель питания с элементом управления, силовозбудитель, измеритель параметра нагружения, счетно-импульсный блок, который подключен входом к измерителю параметра нагружения и элементу управления распределителя питания, программный узел, блок управления, выходы программного узла, а также вход и выход счетно-импульсного блока подключены ко входам блока управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности задания и точности определения экстремальных, средних и амплитудных значений нагружения изделий, оно снабжено узлом измерения и индикации, содержащим блок вычисления амплитудных и средних значений нагружения, блок индикации, коммутатор и два канала максимального и минимального сигналов, каждый из которых включает последовательно соединенные формирователь, выпрямитель, пер-. вый ключ, ячейку памяти, второй ключ, выходы формирователей подключены к измерителю нагружения, второй выход формирователя подключен ко входу первого ключа, выходы вторых, ключей подключены ко входам блока вычисления, выход которого подключен к блокам индикации и управления, управляющие входы блоков индикации, вычисле ния, вторых ключей, выпрямителей .подключены через коммутатор к программному узлу, который содержит четыре коммутирующих звена, операционный усилитель, сумматор и выполнен . в виде параллельно соединенных генератора симметричных колебаний, эадатчика постоянного уровня нагружения и задатчика скорости перехода между уровнями, выход генератора через коммутирующее звено и выходы эадатчиков ,через коммутирующие звенья и операционный усилитель подключены ко входам сумматора, выход которого подключен ко входу управляющего элемента распределителя и входам формирователей, входы генератора, задатчиков, коммутирующих звеньев подключены к выходам блока управления, второй выход генератора и выходы задатчиков

813192 через коюеутирующне звенья и операционный усилитель подключены ко входам блс уса .управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Патент Франции В 2116126, кл. 6 01 и 3/Зб 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 349927, кл, 6 01 и 3/36, 1972 (прототип).

813192 фие.3

Составитель В. Рыкова

Редактор М. Хома Техред Л.Пекарь Корректор О. Билак

Заказ 756/50 Тираж 907 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