Устройство для испытания изделий на ударные нагрузки

 

а

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ )968659

Союз Советских

Социалистических

Республик

\ ф ъ

//= -;- «г.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 280481 (21) 3284904у25-28 f31) М. Кд.з с присоединением заявки Йо6 01 М 7/00

Государственный комитет

СССР по Хелам изобретений и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 620.178.5 (088. 8) Опубликовано 2310.82, Бюллетень ¹39

Дата опубликования описания 231082 (72) Авторы изобретения

В.Г.Рнгеиин, д.А.Гречинский и В.й.киачко

МХУ ИЗМАМ Я и

1 Сй1ИТИОНаучно-исследовательский институт интрос опии (-""" й" А» с ькь. (.ОТЩА (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИЗДЕЛИЙ

НА УДАРНЫЕ НАГРУЗКИ

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания изделий на ударные нагрузки.

Известно устройство для динамических испытаний изделий, содержащее генератор импульсов, усилитель мощности и злектродинамический возбудитель колебаний, цепь обратной связи, включающую вибродатчик, соединенный с. контрольно-измерительной аппаратурой (1).

Устройство позволяет испытывать на ударные нагрузки изделия, в контролируемых точках которых установлены вибродатчики, однако устройство не позволяет испытывать изделия, на которые невозможно установить видродат чик.

Наиболее близким к изобретению является устройство для испытаний изделий .на ударные нагрузки, содержащее формирователь ударного импульса, состоящий из кварцевого стержня с полостью., заполненной светочувствительной жидкостью, оптический- квантовый генератор (ОКГ), преобразователь светового потока с интерферометрами, опти.чески связанный через отражающую поверхность изделия с ОКГ, блок определения параметров нагрузки, включающий в себя измеритель временных интервалов, детектор (2 1.

Устройство позволяет испытывать малогабаритные изделия, на которые невозможно установить вибродатчики, однако устройство способно контролировать колебания испытуемых изделий, амплитуда которых соизмерима с длиной волны квантового генератора, что сужает диапазон измерения.

Целью изобретения является расширение диапазона измерений, параметров нагрузки при ударных испыта15 киях.

Указанная цель достигается- тем, что устройство для испытаний изделий на ударные нагрузки, содержащее формирователь ударного импульса,состоящий из кварцевого стержня с полостью, заполненной светочувствительной жидкостью, оптический квантовый генератор (ОКГ), преобразователь светового потока с интерферометрами, 25 оптически связанный через отражающую поверхность иэделия с ОКГ, блок определения параметров нагрузки, включающий в себя измеритель временных интервалов, детектор, снабжено фор3Р мирователем временных ворот, выпол.968659

65 ненным в виде последовательно соединенных вибродатчика, усилителя, orpaничителя, дифференциатора и триггера, формирователь ударного импульса выполнен в виде последовательно соединенных импульсного генератора, усилителя мощиости и электродинамического возбудителя колебаний, преобразователь светового потока выполнен в виде позиционно-чувствительного фотоприемника с генератором несу-. щей частоты, блок определения пара- " метров состоит иэ первого и второго ,нуль-органов, подключенных к выходу управляемого детектора, первый — не. посредственно, а второй — через делитель, причем к второму входу нульорганов подключен через цифро-аналоговый преобразователь счетчик, а выходы нуль-органов подключены к блоку логики, выход которого подключен к счетному входу счетчика, к управляющему входу которого подключен выход триггера, который также подключен к управляющему входу детектора, сигнальный вход которого подключен к выходу позиционно-чувствительного фотоприемника.

На фиг.I представлена блок-схема устройства, на фиг.2 — эпюры напряжений.

Устройство для испытаний изделий на ударные нагрузки содержит оптический квантовый генератор 1, формирователь ударного импульса, включающий последовательно соединенные импульсный генератор 2, усилитель 3 мощности и электродинамический возбудитель 4 колебаний, формирователь временных ворот, состоящий иэ последовательно соединенных вибродатчика

5, усилителя 6, ограничителя 7, дифференциатора 8 и триггера 9, позиционно-чувствительный фотоприемник 10, к входу которого подключен генератор 11 несущей частоты.

Для измерения служит блок .определения параметров, состоящий из пер,вого и второго нуль-органов 12 и 13, блока 14 логики, счетчика 15, цифроаналоговый преобразователь 16 и делитель 17. Первый нуль-орган 12 подключен к выходу управляемого детектора 18 непосредственно, а второй— через делитель 17, выходы нуль-органов 12 и 13 подключены к блоку 14 логики, выход которого подключен к счетному входу счетчика 15, который подключен через цифро-аналоговый преобразователь 16 к вторым входа л нуль-органов 12 и 13. Выход триггера

9 подключен к управляющим входам счетчика 15 и детектора 18. К входу детектора 18 подключен фотоприемник

10, на вход которого падает световой поток, отраженный поверхностью 19, нанесенной на испытуемое изделие 20.

Устройство работает следующим образом.

Электрический импульс (фиг.2 ) заданной формы (полусинусоидальной, треугольной, трапецеидальной и др.) поступает от импульсного генератора

2 через усилитель 3 мощности на обмотку возбуждения электродинамического возбудителя 4 колебаний. При этом на изделие 20 действует ударный

10 импульс с заданными пиковыми ускорением и длительностью.

Одновременно с ударной нагрузкой йа иэделие 20 направляют луч оптического квантового генератора 1 (ОКГ).

15 Отраженный от поверхности изделия

20 луч ОКГ при ударном воздействии имеет пространственную модуляцию, которая несет информацию об амплитуде колебаний изделия 20. Пространственно-модулированный отраженный луч, попадает на чувствительную поверхность позиционно-чувствительного фотоприемника 10. Позиционно-чувствительный фотоприемник 10 вырабатывает электрический сигнал, амплитуда которого пропорциональна перемещению луча по чувствительной поверхности, т.е. пропорциональна амплитуде ударного воздействия. Для повышения чувствительности регистрации ударных процессов, на модулирующий электрод позиционночувствительного фотоприемника 10 по дается высокочастотное напряжение (синусоидальное или импульсное) от генератора 11 несущей частоты. Таким образом, сигнал на выходе фотоприемника 10 имеет вид высокочастотного напряжения (фиг.2), огибающая которого повторяет форму ударного воздействия на исследуемое изделие 20.

40 Электрический сигнал (фиг.24) поступает на сигнальный вход управляемого детектора 18, который к моменту прихода сигнала с выхода фотоприемника

10 открывается управляющим сигналом

45,(фиг.2а и 2ъ), который поступает с выхода формирователя временных ворот.

Формирование управляющего сигнала осуществляется так. Сигнал вибродатчика 5 (фиг.2з), установленного на

50 подвижной части возбудителя 4 колебаний, проходит усилитель б, ограничитель 7 (фиг.2 ) и дифференциатор 8

{фиг.25).

Первым отрицательным импульсом с выхода дифференциатора 8 запускается триггер 9, который формирует положительный перепад напряжения. Положительный и лпульс закрывает триггер 9.

B.результате на выходе триггера 9 формируется положительный импульс фиг.2А и фиг.26), длительность которого равна длительности основного ударного импульса. Этот импульс поступает на управляющий вход детектора 18, открывает его, и во время дей968659 ствия управляющего импульса происходит детектирование сигнала с выхода фотоприемника 10, без импульса отскока. Продетектированный сигнал (фиг.2 ) с выхода детектора 18 поступает на первый вход первого нуль-органа 12 и через делитель 17 — на первый вход второго нуль-органа 13. На выходе нуль-органов 12 и 13 образуется положительное напряжение, которое через блок 14 логики поступает íà 10 счетчик 15. Блок 14 управляет работой счетных декад младшего и старше- го разрядов счетчика 15, заполнением их счетными импульсами от генератора счетных импульсов, входящего в 15, состав блока 14. По мере заполнения счетчика 15 напряжение .на выходе цифро-аналогового преобразбвателя 16 повышается до тех riop, пока не сравняется с измеряемой амплитудой сигнала с выхода детектора 18 соответствующей амплитуде ударного импульса (фиг.2д) . Выходное напряжение с первого нуль-органа 12 управляет поступлением счетных импульсов через блок

14 на счетную декаду младшего разряда счетчика 15. Ва вход второго нуль-органа 13, управляющего декадой старшего разряда счетчика 15, измеряемое напряжение поступает через делитель 11 напряжения с коэффициентом передачи, равным 0,9. Таким образом, второй нуль-орган 13 срабатывает раньше, чем первый нуль-орган

12, .и на вход счетной декады старшего разряда счетчика 15 счетные импульсы поступают только с выхода счетной декады младшего разряда счетчика 15. При таком измерении значительно повышается точность, так как измерение амплитуды ударного импульса 40 вблизи пикового значения осуществляется счетными импульсами младшей декады . В момент сравнения выходного напряжения с выхода детектора 18 с напряжением на выходе цифро-аналого- 45 вого преобразователя 16 счетные импульсы перестают поступать на вход счетной декады младшего разряда. Задним фронтом импульса от триггера 9 счетчик 15 отключается. При этом на цифровом табло .счетчика 15 индуцируется пиковое значение ударного импульса, воздействующего на исследуемое изделие 20.

Предлагаемое изобретение позволя- 55 ет испытывать малогабаритные изделия на ударную на груз ку .

Формула изобретения

Устройство для испытания изделий на ударные нагрузки, содержащее формирователь ударного импульса, состоящий из кварцевого стержня с полостью, заполненной светочувствительной жидкостью, оптический квантовый генератор (ОКГ), преобразователь светового потока с интерферометрами, оптически связанный через отражающую поверхность изделия с ОКГ, блок определе-. ния параметров нагрузки, включающий в себя измеритель временных интервалов, детектор, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения диапазона измерений параметров нагрузки при ударных испытаниях, оно снабжено формирователем временных ворот, выполненным в виде последовательно соединенных вибродатчика, усилителя, ограничителя, дифференциато" ра и триггера, формирователь ударного импульса выполнен в виде последовательно соединенных импульсного генератора, усилителя мощности и электродинамического возбудителя колебаний, преобразователь светового потока выполнен в виде позиционно-чувствительного фотоприемника с генератором несущей частоты, блок. определения пара- . метров состоит из первого и второго нуль-органов, подключенных к выходу управляемого детектора, первый. — непосредственно, а второй — через делитель, причем к второму входу нуль-органов подключен через цифро-аналоговый преобразователь счетчик, а выходы нуль-органов подключены к блоку логики, выход которого подключен к счетному входу счетчика, к управляющему входу которого подключен- выход триггера, который также подключен к управляющему входу детектора, сигнальный вход которого подключен к выходу позиционно-чувствительного фотоприемника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Приборы и системы для измерения вибрации шума и удара. Справочник под ред. Клюсва В.В. Кн.2. М, "Ма шиностроение", 1978, с.361-362 ° .

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2982396/25-28, кл. G 01 N 3/30, 1980 (прототип!.