Устройство для исследования повреждаемости образцов материалов при испытаниях на усталость

(И), 446808 Союз Советских Социалистических Республик(51 М Кл, 9 01 ВЗ/38 ением заявкирисоед Гасударственный комитет Совета Министров СССР оо делам изооретеинй и открытий(72) Автор изобретения Л.Скалозуб твийской ССР 541 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАННАЯ ПОВРЕЖПАИИОСТИ ОБРАЗЦО МАТЕРИЛОВ ПРИ ИСПЫТАНИЯХ НА УСТАЛОСТЬ(73) Заявитель Институт механики полимеро 1известно устройство для иссле- дования поврездаемости образцов ма териалов при испытаниях на усталость, содержащее генератор электрических колебаний, соединенный с 5 ним электромеханический вибратор, на котором закрепляется образец, пьезоэлемент, устанавливаемый на образце, усилитель, вход которого соединей с пьезоэлементом, и реги о стратор, соединенный с выходом усилителя.Однако с пьезоэлемента на вход усилителя, помимо преобразованных в электрическое напряжение пассив ных акустических сигналов, поступает гармоническая помеха с частотой циклической нагрузки образца, снижающая чувствительность устройства,Цель изобретения - повышение чувствительности и помехоустойчивости устройства.Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно снабжено блоком вычитанйяе один из входов которого подсоединен к усилителю, а выход соединен срегистратором, фазовращателем 90 " сдвига, вход которого соединен с усилите лем, регулируемым фазовращателем, подключенным с одной стороны к генератору электрических колебаний, а с другой стороны - к аттенюатору, к которому подключен другой вход блока вычитания, двумя перемножителями, один из входов каждого из которых подсоединен к аттенюатору, второй вход первого первмножителя подсоединен к блоку вычитания, а второй вход второго перемножитвля подсоединен к фазовращателю 90 сдвига; двумя электродвигателями, соединенными соответственно с выходами первого и второго перемножителей через интеграторы и фазовращательные усилители постоянного тока и связанными кинематически, первый - с аттенюатором, а второйс регулируемым фазовращателем,На чертеже изображена блоксхема предлагаемого устройства.Устройство содержит пьезоэлецент 1, установленный на образце 2, скрепленном с электромеханическим3вибратором 5; генератор Ф электрических колебаний; усилитель 5; регулируемый фазовращатель б Нттенюатор 7; фазовращатель 8 90 сдвига; блок 9 вычитания; перемножители 10, 11; интеграторы 12, 15; Фаэучувствительные усилителй 1 Ф, 15постоянного тока; электродвигатели1 б, 17; регистратор 18 для запи оси пассивных акустических сигналов на магнитную ленту.устройство работает следующим образом.При колебаниях образца 2,возбуждаемых в нем вибратором 5, спьезоэлемента 1 на один вход блока 9 вычитания поступает усиленное усилителем 5 электрическоенапряжение, представляющее собой осумму пассйвных акустических сигналов, возникающих при усталостной повреждаемости ооразца, и гармонической помехи с частотой циклической нагрузки ооразца 2. Этасумма напряжений вычитается в бло-ке 9 вычитания с компенсирующимнапряжением с частотой нагрузкиобразца 2, подаваемым в цепь управления блока 9 вычитания от генератора Ф электрических колебаний очерез аттенюатор 7 и регулируемыйфазовращатель б. Сдвиг фаз междукогерентными составляющими напряжений, поступающими на входы блока9 вычйтания, устраняется посред- збством электромеханической системыс отрицательной ооратной связью ,состоящей иэ фаэовращателя 8 90сдвига неремножителя 11, интегратора ХЗ, фазочувствительного 4 оусилителя 15 постоянного тока реверсивного электродвигателя 17 ирегулируемого фазовращателя б. Постоянное напряжение на выходе неремножителя П пропорционально синусу угла фазового сдвига между ко.герентными составляющими напряжении, одно из которых поступает наодий вход перемножителя и непосредс 1 венно, а второе - на его о 5 овторой вход со сдвигом фазы на 90 .Таким образом, если указанный уголфазового сдвига отличен от нуля,то в цепь возбуждения электродвйгателя 17 поступит питание от фа- ызочувствительного усилителя 15 постошшого тока и вал ротора электродвигателя 17 будет перемещатьподвижную систему регулируемогофазовращателя б до твх пор, покаугол фазового сдвига станет равнымнулю, и оомотыа возбуждения электродвигателя 17 обвсточится. Постояннов напряжение на вйходе-перемножителя 10 пропорционально произведению когерентных составляющих напряжений, поступающих на вго входы, умноженнйх на косинус сдвига йцз между этими напряжениями. значит, напряжение на выходе перв- множителя 10 будет равно нулю в том случае, если в напряжении, снимаемом с выхода блока 9 вычитания, отсутствует гармоническая составляющая с частотой циклической нагрузки образца 2. Автоматическая компенсация указанной составляющей производится посредством электромеханической системы с отрицательной обратной связью, состоящей из перемножителя 10, интегратора 12 фазочувствительного усилителя 14 постоянного тока, электродвигателя 16 и аттенюатора 7. При наличии в выходном напряжении блока 9 вычитания гармоническрй помехи в обмотку возбужде. иия электродвигателя 16 поступает напряжение питания от фазочувствительного усилителя 14 постоянного тока и вал ротора электродвигателя 1 б перемещает подвижную систему аттенюатора 7 до тех пор, пока произойдет компенсация помехи, и обмотка возбуждения электродвйгателя Хб обесточится. Пропорциональ ное исследуемым пассивным акустическим сигналам электрическое напряжение, снимаемое с выхода блока 9 вычитайия, в котором подавлена гармоническая помеха, поступает на запись в регистратор 18.Преимуществом предлагаемого устройства является также и то , что оно вследствие инерционностй интеграторов 12, 15 не компенсирует кратковременйые радиоимпульсы в спектре пассивных акустических сигналов с частотой заполнения, равной частоте циклической нагрузки образца 2.ПРЕДМЕТ ИЭОИБТЕНИЯустройство для исследования повреждаемости образцов материалов при испытаниях на усталость, содержащее генератор электрических колебаний, соединенный с ним электромеханический вибратор, на котором закрепляется образец, пьезоэлемент, устанавливаемый на образце, усилитель, вход которого совдийен с пьезоэлементом, и рвгистратор, соединенный с вйходом усилителя, о т л и ч а ю щ- в в с яекаждого из которых подсоединен к аттенюатору, второй вход первого перемножителя подсоединен к блоку вычитания, а второй вход второго перемножителя подсоединен к фазовращателю 90 сдвига; двумя электродвигателями, соедйненными соо ветственно с вйходами первого и второго перемножителей через интег. раторы и фазочувствительные усилители постоянного тока и связанными кинематически, первый - с аттенюатором, а второй + о регулируемым фазовращателем. Составитель Ве ЕЛИСЕЕНКОЛЬКОВЙ техрел Н СЕИИИакорректор дя елактор 1 писио Заказ Я краж 5 Я итета Совета Министр ений и открытий аушская наб., 4 в ССС 1 ИИ 1 И Госуларствеипото копо лелак 1 изобрет Москва, 113035, Р 1 релириятие 1 атеит, Москва, 1 59, бери кковская н б.,аб., 2 4468085тем, что, с целью повышения чувствйтельйости и помехоустойчивости, оно снабжено блоком вычитания, один из входов которого подсоединен к усилители, а выход соединен с е- в гистратором, фазовращателем 90 сдвига,входкоторого соединви сусилителем, регулируемым фазовра- " щателем, подключенным с одной стороны к генератору электрических 1 о колебаний, а с другой стороны - к аттенюатору, к которому подключен другой вход блока вычитания, двумя перемножителями, .один из входов