Устройство для измерения усталостной долговечности конструкций

 

Союз Советских

Социалистических

Респуб ии

ОП ИСАНИЕ

M305PETE H HQ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (>905722 (61) Дополнительное к авт. сеид-sy (22) За и влеио 11 06,80 (21) 2g44004/25- 28 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5I)M. Кл.

G 01 N 3/32

1осударственный комитет по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15,02.82. Бюллетень,% 6 (53) УД К 620,178.

З (088.8) Дата опубликования описания 15.02,82 (72) Авторы изобретения

И. И, Балтер, А. М. Березовский, В. В. Нов и 3. С. Нохимович (71) Заявитель

Рижский филиал Всесоюзного научно — исследо института вагоностроения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСТАЛОСТНОЙ

ДОЛГОВЕЧНОСТИ КОН(ТРУКЦИЙ

Изобретение относится к испы гательной тех нике, а именно к устройствам для измерения усталостной долговечности конструкций.

Известно устройство для определения усталостной долго»ечности конструкций, содержащее датчик параметра нагружения, подключенный ко входу согласующего усилителя, нелинейный блок, блок умножения, переключатель, счетчик и блок сравнения (1).

Недостатками устройст»а являются трудоемкость и большая длительность испытаний при

1О определении усталостной долговечности конструк. ций, подвергающихся нестационарным случайным процессам нагружения.

Наиболее близким к изобретению по техни1S ческой сущности является устройство для измерения усталостной долговечности конструкций, содержащее последовательно сосдиненные датчик деформации, фильтр с перестраи»асмой характеристикой, измеритель среднекнадратичных отклонений и нелинейный блок, регистратор, блок управления, выходы которого подключены к управляющим входам фильтра с перестраиваемой характеристикой и нелинейного блока (2).

Однако зто устройство предназначено, главным образом, для измерения долговечности конструкций, работающих в условиях случайного стационарного нагружения, а в случае, когда конструкция работает в условиях нестационарного нагружения, процесс измерения напряжений разбивают на стационарные участки н производят измерение значений долговечности на каждом стационарном режиме нагружения.

Затем, зная вероятность повторения таких стационарных режимов работы конструкции в эксплуатации, определяют ее долговечность при нестационарном нагружении.

Цель изобретения — автоматизация измерения усталостной долговечности в условиях нагружения нестационарным случайным воздействием.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено датчиком режимов, последовательно соединенными блоком опорных напря.жений блоком сравнения, ко второму входу которого подключен датчик режимов, преобразователем напряжение — импульсы, счетчиком импульсов и блоком деления, выход которого подключен к регистратору, а также управляе905722 мым делителем, включенным между нелинейным блоком и преобразователем напряжение— импульсы, и счетчиком циклов, вход которого подключен к выходу преобразователя напряжеwe-импульсы, а выход — к управляемым входам блоков опорного напряжения и управляемого делителя, нелинейный блок имеет характеристику вида

П = — S

О(10 где S — среднеквадратичное значение сигнала; С вЂ” коэффициент пропорциональности; показатель наклона кривой выносливости;

П вЂ” повреждаемость конструкции.

На чертеже представлена структурная схема 15 устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные датчик 1 деформации, фильтр 2 с перестраиваемой характеристикой, измеритель 3 среднеквадратичных отклонений и нелинейный 20 блок 4, блок 5 управления, выходы которого подключены к управляющим входам фильтра

2 и нелинейного блока 4, регистратор 6, датчик

7 режимов, последовательно соединенные блок

8 опорных напряжений, блок 9 сравнения, 25 ко второму входу которого подключен датчик

7 режимов, преобразователь 10 напряжениеимпульсы, счетчик 11 импульсов и блок 12 л деления, имеющий характеристику Т вЂ” —., выход которого подключен к регистратору 6, а также управляемый делитель 13, и включенный между нелинейным блоком 4 и преобразователем 10 счетчик 14 циклов, выход которого подключен к выходу преобразователя 10, а выход — к управляющим входам управля- 35 емого делителя 13 и блока 8 опорных напряжений, где Т - измеряемая долговечность.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с датчика 1 поступает на вход фильтра 2, параметры частотной характеристики которого задаются до начала измерения блоком

5 управления. Отфильтрованный в соответствии с зависимостью повреждаемости от частоты нагружения в i-ом режиме нагружения, сигнал поступает на вход измерителя 3 среднеквадратичных отклонений, с выхода которого усредненный сигнал поступает на нелинейный блок ю л

4 вида П = —,. = S, параметры которого также задаются блоком 5 управления.

Сигнал, пропорциональный повреждаемости

П;, с выхода блока 4 поступает на вход дели. тели 13, коэффициент передачи которого устанавливается равным P ло коду, поступающему от счетчика 14 циклов, где Р, — верояг- 55 ность, появления н эксплуатации i-ro режима.

Сигнал с выхода делителя 13, пропорциональный произведению П; Р,, поступает на вход пре4 образователя 10, который в каждом i-ом режиме формирует цуг импульсов, количество которых пропорционально П, Р . Эти импульсы поступают на вход счетчика 11, в котором производится суммирование импульсов l10 всем i-ым режимам нагружения и формируется

Р, П, . Блок 12 деления осуществляет преобразование кода, поступающего с выхода счетчика 11 в сигнал, пропорциональный измеря-1 емой долговечности Т = Р„П, которыи далее подается на регистратор 6. Сигнал запускапреобразователя 10 формируется в блоке 9 сравнения при совпадении сигналов с выходом датчика 7 режима и блока 8 опорных напряжении. Сигнал на выходе блока 8 формируется в соответствии с поступающим на вход блока

8 кодом с выхода счетчика 14 таким образом, что при i-ом состоянии счетчика 14 сигнал на выходе блока 8 равен сигналу на выходе датчика 7 в (+1) режиме. Переключение счетчика 14 в следующее состояние осуществляется по сигналу, сформированному в преобразователе 10 после окончания цуга импул1сов.

В исходном положении счетчики 11 и 14 находятся в нулевом состоянии, коэффициент передачи делителя 13 равен вероятности появления первого режима Р„, напряжение на выходе блока 8 равно напряжению, которое появляется на выходе датчика 7 в первом режиме. Как только испытуемая конструкция входит в ïeðвый режим работы, происходит срабатывание блока 9 сравнения, сигнал совпадения с выхода блока 9 поступает на управляющий вход преобразователя 10, на выходе которого появляется цуг импульсов, количество которых пропорционально произведению П„ Р„. После окончания цуга счетчик 14 переключается в следующее состояние, при этом на управляемом делителе 13 устанавливается коэффициент передачи, равный Р, а на выходе блока 8 опорных напряжений появляется напряжение, равное напряжению с датчика 7 при появлении второго режима. Как .только конструкция достигает второго режима, происходит очередное срабатывание блока 9 совпадения, на выходе преобразователя 10 формируется цуг импульсов, количество которых пропорциональноо произведению П ° P . Таким образом, в счетчике 11 записывается количество импульсов, пропорциональных суммарной повреждаемости от первого и второго режимов работы с учетом вероятности появттения этих режимов.

Аналогичным образом определяется суммарная повреждаемость при всех этих режимах работы.

Сигнал с выхода счетчика 11 поступает на вход блока 12 деления, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный долтовечности конструкции, с учетом всех режимов

9057 э 6 преобразователем напряжение — импульсы, счетчиком импульсов и блоком деления, выход которого подключен к регистратору, а также . управляемым делителем, включенным между нелинейным блоком и преобразователем напряжение-импульсы, и счетчиком циклов, вход которого подключен к выходу преобразователя напряжение-импульсы, а выход — к управляемым входам блоков опорного напряжения и управляемого делителя, нелинейный блок имеет характеристику вида где S

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции И 2119182, кл. G О1 N 3/06, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР Р 643775, кл. G 01 N 3/06, 1979 (прототип).

Составитель А. Каратыш

Техред М.Рейвес

Корректор С. Шомак

Редактор H. Ромжа

Подписное

Заказ 354/60

Тираж 882

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 сс работы, который далее посгупа I на рсгисгратор 6.

Предлагаемое изобрстснис сокращает время определения усталостной дол овсчности конструкций.

Формула изобретения

Устройство для иэмерсния усталостной дол- >о говечности конструкций, содержащее последовательно соединенные датчик деформации, фильтр с перестраиваемой характеристикой, измеритель срсднсквадрати п ых отклонений и нелинейный блок, регистратор, блок управления, выходы которого подключены к управляющим входам фильтра с перестраивасмой характеристикой и нелинейного блока, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью автоматизации измерения усталостной долговечности в условиях нагружения нестационарным случайным воздействием, оно снабжено датчиком режимов, последовательно соединенными блоком опорных напряжений, блоком сравнения, ко второму входу которого подключен датчик режимов, П= —. S

Л ьм

OC среднеквадратичное значение сигнала; коэффициент пропорциональности; показатель наклона кривой выносливости; повреждасмость конструкции.