Устройство для определения рассеянной энергии в материале при циклическом нагружении

(56) Трощен ускоренного выносливост деформацион критериев.199, с. 52Кощеев А о В.Т и допределен етоды редело металлов на основе ных и энергетичеКиев, Наукова думка.А. и др. Устройств ического изм ски для автомат ерения хаиях мех .С. Пис 974, с,ических систем./Пенко, Киев, Науко85-193. ре думка,ГОсудАРстВенный кОмитет ссс по делдм изоБРетений и откРыт рактеристик петли гистерезиса, В кн.: Рассеяние энергии при колеб(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯРАССЕЯННОИ ЭНЕРГИИ В МАТЕРИАЛЕ ПРИЦИКЛИ 1 ЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ, содержащееподвккный и неподвижный захваты длязакрепления образца, механизм дляциклического нагружения образца,связанный с подвижным захватом, ,измерители скорости деформации и усилия, также связанные с подвиж ным захватом, блок вычисления энер гии, подключенный к выходу измерителей скорости деформации и усилия задатчик числа циклов измерения, имеющий управляемый ключ, и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения объема получаемой информации путем определения рассеянной энергии от усилий растяжения или сжатия при несимметричных циклах нагружения и средней энергии за один цикл нагру- мО жения, блок вычисления энергии содержит устройство для выделения полярности, вход которого через управляемый ключ соединен с измерителем усилия, подключенные к выходам устройст- Я ва для выделения полярности две цепи, каждая из которых содержит умно- житель, второй вход которого подключен к выходу измерителя скорости деформации, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления и интегратор, и сумматор, входы которого подключены к выходам интеграторов цепей, а выход - к индикатору, 1187004Изобретеие относится к механическим испытаниям материалов, а именно к устройствам для определения рассеянной эцергии в материалахрклеском нагружении,Цепью изобретения является расирецие объема получаемой информации путем определения рассеянной энергии от услий растяжения или10сжатия при несимметричных циклахнагружения и средней энергии заолин цикл цагружения,Н чертеже представлена структурная схема устройства для определения рассеянной энергии в материале при циклическом нагружении.Устройство содержит подвижныйи неподвижный захваты 1 и 2 длякрепления образца 3, механизм 4 для:.клчпског о погружения образца 3, 20с вя:аньй с подвижным захватом 1,измрцпгель скорости деформации,включаюц последовательно соедье п.е преобразователь 5 ускоренияоепарно ельцый усилитель 6 и иц-,25тегра гор 7, измеритель усилия,вклочам. последовательно соединенные реоброзователь Я силы и предвартельцыц усилитель 9 также связанный с подвижным захватом 1 образ- ЗОц 3, б.:лк вычисления энергии, подклюсццый к выходу измерителей скорост;. деформации и усилия, задатчик число циклов измерения, имеющий управляемьв ключ 10, и индикатор 11,Блок вычислеция энергии содержит устройство 12 для выделения попярнос - ти, вход которого через управляемь клоч 10 соединен с измерителем усилий, подключеццые к выходам уст- О ройство 2 для выделения полярности две цепи, каждая из которых включает умножитель 13 (14) второй вход которого подключен к выходу измерителя скорости деформаций, усилитель 15 (16) с регулируемьп коэффициентом усиления и интегратор 17 (18), и сумматор 19, выходы которого подключены к выходам интеграторов 17 и 18, а выход - к ицдикатору 11. 50Задатчик числа циклов измерения содержит последовательно соединенные блок 20 формирования импульсов, счетчик 21 с управляющим входом, деьифратор 22, коммутатор 23 и блок 55 24 управлеия, имеющий два входа и два в 1 оод;, и управляемьй ключ 10 ричем второ вход блока 24 управления соединен с выходом блока 20формирования импульсов, первый выход блока 24 управления соединен суправляющим входом управляющего ключа 10, а второй выход блока 24 управ -ления соединен с управляющим входомсчетчика 21,Для регистрации величины статического усилия при несимметричномцикле знакопеременного нагруженияустройство содержит последовательно соединенные и связанные с подвижным захватом 1 образца 3 преобразователь 25 статического усилия,предварительный усилитель 26 и индикатор 27,Устройство работает следующимобразом.При действии нагрузки, создаваемой механизмом 4 для циклического нагружения, образец 3 циклически деформируется. Установленный на подвижном захвате 1 образца преобразователь 5 ускорения регистрирует ускорение захвата, и сигнал, пропорциональный этому ускорению, поступает через предварительный усилитель 6 на вход интегратора 7. На выходе этого интегратора образуется сигнал, пропорциональный скорости деформации, Одновременно преобразователи 8 и 25 усилий, установленные на подвижном захвате 1, регистрируют соответственно динамическую и стати - ческую составляющие нагрузки, приложенной к образцу 3, Величина статической составляющей контролируется с помощью индикатора 27, который через предварительный усилитель 26 подключен к выходу преобразователя 25, а сигнал, пропорциональный динамической составляющей силовой нагрузки, через усилитель 9 и управляемьп ключ 10 поступает в блок вычисления рассеянной энергии, Вэтом блоке происходит обобщенное интегрирование динамического усилия (или при учете поперечной площади образца - напряжение) по параметру деформации, осуществляемое по формулел:а,щ -- Р) й.1 с ц- ")Р25 ЗО 35 40 переменные напряжения в образце, равные отношению динамической составляющей Рд (Ц нагрузки к площади Г поперечного сеченияобразца,напряжение при растяжении,напряжение присжатии;:скорости деформациипри растяжении исжатии соответственно;= 7 - период колебанийР сдинамической составляющей нагрузки.В общем случае бР бс 36 Р/с 1 1с 1 , /(Н ) РсПоложительная часть периода сигнала, пропорционального М Щ, с одного выхода устройства 12 через умножитель 13, усилитель 15 и интегратор 17 поступает на один вход сумматора 19. Отрицательная часть сигнала, пропорционального 0,1 Я, с другого выхода устройства 12 поступает через умножитель 14, усилитель 16 и интегратор 18 на другой вход сумматора 19. После установки коэффициентов передачи усилителей 15 и 16 К=1 Г на входе сумматора 20 сформируется сигнал, соответствующий интегралам в формуле (1), а на его выходе образуется Сигнал, пропорциональный рассеянной энергии 2., Результат визиализируют на индикаторе 11.Число циклов или периодов, эа которые требуется определить суммарную рассеянную энергию, устанавливается задатчиком числа циклов измерения. Для этого из сигнала, пропорционального динамической составляющей силовой нагрузки, блоком 20 формируются импульсы, соответствующие началу каждого периода, Эти импульсы поступают на один входсчетчика 21, работой которого управляет блок 24 управления. Принажатии кнопки пуска импульс с одного выхода блока 24 управления поступает на управляющий вход счетчика21 и приводит его в действие, Надругом выходе блока 24 управленияимпульс образуется только послепоявления первого после нажатиякнопки импульса с выхода блока 20формирования импульсов, в свою очередь, соединенного с одним входомблока 24 управления, Образовавшийсяимпульс открывает управляемыйключ 1 О, и сигнал с выхода усилителя 9 поступает на вход устройства 12 для выделения полярности. Счетчиком 21 подсчет импульсов, поступающих с выхода блока 20 формированияимпульсрв, ведется до тех пор, покане появится импульс на контакте,который соответствует заданному числу циклов, дешифратора 22, Так какзаданное число циклов заранее устанавливается на коммутаторе 23, то вэтот момент импульс с выхода дешифратора 22 поступит через коммутатор23 на вход блока 24 управления.При наличии этого импульса блоком24 управления вырабатывается командный импульс, закрывающий ключ 10,и другой импульс, устанавливающийи Фиксирующий в начальном положениисчетчик 21. Установка заданного числа циклов на коммутаторе 23 производится совместно с установкой соответствующих коэффициентов передачи усилителей 15 и 6. Если определяется количество рассеянной энергии за и циклов, то коэффициенты передачи М.Ю. Если же определяется среднее значение 2 за И циклов, то коэффициенты передачи 1=1/и Г,Выключение одного или другого усилителя позволяет определить рассеянную энер.гию только от усилий растяжения или сжатия.1187004 Составитель В, ШехтерРедактор Н, Егорова Техред Л.Бабицец Корректор В. Бутяга Заказ 6538/46 Тираж 896ВНИИПП Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий118085, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал Н 1 П "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4