Устройство для испытаний на усталость образцов материалов и изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 91 4(5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИС 11 Ь 1 ТАНИЙ НА УСТАЛОСТЬ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ, содержащее возбудитель колебаний, датчик колебаний, регистрируюгций прибор, интегратор, выпрямитель управляемый аттенюатор и регулятор установки начального коэффициента передачи, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения предела усталости и автоматизации его определения оно снабжено блоком управления, преобразователем напряжение - частота, смесителем, четырьмя ключами, двумя запоминаюшими элементами, двумя формирователями, двумя логическими инверторами, двумя триггерами, элементом ИЛИ, элементом совпадения, двумя компараторами, двумя дешифраторами, цифроаналоговым преобразователем, тремя дифференциаторами, двумя счетчиками, вторым выпрямителем, частотомером и пороговым элементом, первый выход блока управления через первый формирователь, интегратор, первый запоминаюший элемент, смеситель и преобразователь напряжение - частота соединен с входом управляемого аттенюатора, выход датчика колебаний церез первый выпрямитель соединен с входами первого дифференциатора и запоминающего элемента, а также через третий ключ - с входами первого счетчика, частотомера и второго выпрямителя, выход первого дифференциатора через первый компаратор соединен с первым входом первого триггера, а через второй дифференциатор и второй компаратор - с первым входом элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, а выход - .с первым входом второго триггера, выход которого соединен с управляющими входами первого и третьего ключей и через первый логический инвертор - с управляющим входом второго ключа, выход третьего ключа через первый счетчик, первый дешифратор и второй счетчик соединен с входами второго дешифратора и цифроаналогового преобразователя, выход первого дешифратора также соединен с управляющим входом первого счетчика, выход цифроаналогового преобразователя соединен с вторым входом смесителя и через второй формирователь и вто рой логический инвертор - с управляющим входом четвертого ключа, выход второго дешифратора соединен с первым входом регистрируюшего прибора, второй вход которого соединен с вторым выходом первого дешифратора, а третий - с выходом второго запоминающего элемента, выход второго выпрямителя через третий дифференциатор, четвертый ключ и пороговый элемент соединен с управляющим входом частотомера, а выход четвертого ключа соединен также с управляющим входом второго запоминающего элемента.тиза ци я его определения.Поставленная цель достигается тем, что устройство для испытаний на усталость образцов материалов и изделий, содержащее возбудитель колебаний, датчик колебаний, регистрирующий прибор, интегратор, 30 выпрямитель, управляемый аттенюатор и регулятор установки начального коэффициента передачи, снабжено блоком управления, преобразователем напряжение в часто, смесителем, четырьмя ключами, двумя запоминающими элементами, двумя формировате лями, двумя логическими инверторами, двумя триггерами, элементом ИЛИ, элементом совпадения, двумя компараторами, двумя дешифраторами, цифроаналоговым преобразователем (ЦАП), тремя дифференциато рами, двумя счетчиками, вторым выпрямителем, частотомером и пороговым элементом, первый выход блока управления через первый формирователь, интегратор, первый ключ, первый запоминающий элемент, смеситель и преобразователь напряжение - час тота соединен с входом управляемого аттенюатора, выход датчика колебаний через первый выпрямитель соединен с входами первого дифференциатора и запоминающего элемента, а также через третий ключ с входами первого счетчика, частотомера и 50 второго выпрямителя, выход первого дифференциатора через первый компаратор соединен с первым входом первого триггера, а через второй дифференциатор и второй компаратор - с первым входом элемента совпадения, второй вход которого соединен с55 выходом первого триггера, а выход - с первым входом второго триггера, выход которого соединен с управляющими входами. 1Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания на усталость материалов и изделий,Известно устройство для испытаний образцов изделий, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, усилитель мощности, возбудитель колебаний, индикатор резонанса, блок автоматической подстройки частоты и аппаратуру регистрации 1.Недостатком данного устройства является невозможность автоматического определения предела усталости изделия.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для испытаний на усталость образцов материалов и изделий, содержащее возбудитель колебаний, датчик колебаний, регистрирующий прибор, интегратор, выпрямитель, управляемый аттенюатор и регулятор установки начального коэффициента передачи 2Недостатками известного устройства являются низкая точность измерения предела усталости и невозможность автоматического его определения.Цель изобретения - повышение точности измерения предела усталости и автома 5 10152025 первого и третьего ключей и через первый логический инвертор - с управляющим входом второго ключа, выход третьего ключа через первый счетчик, первый дешифратор и второй счетчик соединен с входами второго дешифратора и ЦАП, выход первого дешифратора также соединен с управляющим входом первого счетчика, выход ЦАП соединен с вторым входом смесителя и через второй формирователь и второй логический инвертор - с управляющим входом четвертого ключа, выход второго дешифратора соединен с первым входом регистрирующего прибора, второй вход которого соединен с вторым выходом первого дешифратора, а третий - с выходом второго запоминающего элемента, выход второго выпрямителя через третий дифференциатор, четвертый ключ и пороговый элемент соединен с управляющим входом частотомера, а выход четвертого ключа соединен также с управляющим входом второго запоминающего элемента,На чертеже представлена структурная схема устройства,Устройство для испытаний на усталость образцов материалов и изделий содержит возбудитель 1 колебаний, датчик 2 колебаний, регистрирующий прибор 3, управляемый аттенюатор 4, регулятор 5 установки начального коэффициента передачи, блок 6 управления, преобразователь 7 напряжение в часто, интегратор 8, смеситель 9, ключи 10 - 13, запоминающие элементы 14 и 15, формирователи 16 и 17, логические инверторы 18 и 19, триггеры 20 и 21, элемент ИЛИ 22, элемент 23 совпадения, компараторы 24 и 25, дешифраторы 26 и 27, ЦАП 28, дифференциаторы 29 - 31, счетчики 32 и 33, выпрямители 34 и 35, частотомер 36 и пороговый элемент 37,Устройство работает следующим образом.Блок 6 управления выдает короткий импульс, который поступает на формирователь 16, Прямоугольный импульс формирователя 16 интегрируется интегратором 8. Через открытый ключ 10 и запоминающий элемент 14 это линейно изменяющееся напряжение посту.пает на первый вход смесителя 9 и далее на преобразователь 7 напряжение - частота, с выхода которого сигнал через управляемый аттенюатор 4 поступает на возбудитель 1.Таким образом, образец нагружается при повышающейся частоте с начальной нагрузкой, заданной через аттенюатор 4 с регулятора 5 установки начального коэффициента передачи, Колебания образца воспринимаются датчиком 2 колебаний, выпрямляются выпрямителем 34 и дважды дифференцируются дифференциаторами 29 и 30.При переходе через ноль первой производной амплитудночастотной характеристики срабатывает компаратор 24, при переходе через ноль второй производной срабатывает компаратор 25. Компаратор 24 устанавливает триггер 20 в состояние, соответствующее11659 О Составитель М. Азиев Редактор О. Головач Техред И. Верес Корректор А. Тяско Заказ 4300/34 Тираж 897 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4логической 1, и она поступает на второй вход элемента 23 совпадения, а при срабатывании компаратора 25 на первый вход элемента 23 совпадения также поступает сигнал, соответствующий логической 1, который с его выхода переводит триггер 21 в состояние, соответствующее логической 1, ключ 10 запирается, а в запоминающем элементе 14 сохраняется предшествующее значение, сигнал, соответствующий логической 1, с выхода триггера 21 открывает ключ 11 и на аттенюатор 4 добавляется открывающее его постоянное напряжение с второго выхода блока 6 управления. Сигналом с датчика 2 колебаний открывается ключ 12 и начинается счет периодов сигнала счетчиком 32. При наборе заданного дешифратором 26 числа периодов происходит сброс счетчика 32 в исходное состояние, а регистрирующий прибор 3 индицирует число периодов колебаний. Счетчик 33 считает число циклов, которое преобразуется ЦАП 28 в аналоговую величину, подаваемую на второй вход смесителя 9 и являющуюся причиной ступенчатого возрастания частоты колебаний образца. С дешифратора 27 снимается информация о числе циклов. В момент ступенчатого изменения сигнала ЦАП 28 формирователем 17 формируется импульс, который инвертируется логическим инвертором 18 и запирает ключ 13. Сигнал с датчика 2 через ключ 12, выпрямитель 35, дифференциатор 31 и через ключ 13 поступает на пороговый элемент 37, Как топько начнется рост амплитуды колебаний выше установленного порога, соответствующего достижению предела усталости, вырабатывается сигнал управления частотомером 36. Одновременно в запоминающем элементе 15 фиксируется и передается на регистрирующий прибор 3 амплитуда, соответствующая пределу усталости. При этом сигнал с выхода порогового элемента 37 поступает на первый вход элемента ИЛИ 22 и устанавливает триггер 20 в состояние, соответствующее логическому О, а весь процесс повторяется сначала.20 Изобретение позволяет повысить точность определения предела усталости и автоматизирует процесс испытания.