Устройство для определения усталостной долговечности материала конструкции

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬП ИЙ(71) Кузбасский политехнический институт(72) П.Д,Гаврилов и С,Г.Филимонов (53) 620.179.311.4(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР Р 968681, кл. С 01 И 3/06, 1979.Патент ФРГ Иф 2162010, кл. С 01 М 7/00, 1972.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТАЛОСТНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ МАТЕРИАЛА КОНСТРУКЦИИ(57) Изобретение позволяет повысить достоверность определения усталостной долговечности материалов конструкций за счет более полного учета влияния параметров циклов нагружения на долговечность. Устройство содержит измерительный преобразователь деформации, параллельно подключенные к нему три измерительных канала и блок запоминания и преобразования измеряемых параметров деформации. В первом канале измеряется ам,801208491(5 ц С 01 Х 3/06 С 01 И 3/32 плитуда переменной составляющей деФормации, Второй канал служит длявыработки сигналов, соответствующихчастоте нагружения. В третьем каналеизмеряется среднее значение цикладеформации. Второй канал содержитдетекторы максимума и минимума, параллельно подключенные к выходуизмерительного преобразователя деформации, и измеритель временныхинтервалов, Выход измерителя временных интервалов и выходы первогои третьего каналов подключены к инФормационным входам блока запоминания,и преобразования. Выход детекторамаксимума через первый формирователь импульсов соединен с разрешающим выборку входом блока запоминанияи преобразования, с первым входомизмерителя временных интервалов иключом сброса детектора минимума, авыход детектора минимума через второй формирователь импульсов соединен .с вторым входом измерителя временныхинтервалов и ключом сброса детектора максимума. 1 ил.Изобретение относится к исследованию прочности материалов, а именно к устройствам для определения усталостпой долговечности материалов конструкций,Цель изобретения - позывение достоверности определения усталостной долговечности за счет более полного учета влияния параметров циклов нагружения на долговечность.На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.Устройство для определения усталостной долговечности материала конструкции содержит измерительньй преобразователь 1 деформация, параллельно поцключенные к нему первый канал 2 измерения амплитуды переменной составляющей деФормации второй канал 3 для выработки сигналов, 1-: соответствующих частоте нагружения. и блок 5 запоминаняя и преобразова-. ния измеряемых параметров деформации, годключенньй к выходам каналов 2, 3 и 4,Первый канал 2 соцержит последовательно включенные блок 6 измерения амплитуды переменной составляющей деформации и первьй аналого-пифровой преобразователь (АЦП) 7, выход ЗО которого соединен с информационными входами блока 5 запоминания и преобразования. Второй канал 3 содержит параллельно подключенные к выходу измерительного преобразователя 1 деформации детектор 8 мянямума и детектор 9 максимума, выход псследнего через первый Формирователь 10 импульсов соединен с первым входом измерителя 11 временных интервалов, с ключом сброса детектора 8 минимума и с разрешающим выборку входом блока 5 запоминания и преобразования, выход детектора 8 минимума через второй формирователь 12 л.; импульсоз соединен с ключом сброса детектора 9 максимума и с вторым входом измерителя 11 интервалов времени, ,который выходами подключен к информационным входам блока 5 за- ;ц поминания и преобразования. Третий канал 4 соцержит последовательно включенные блок 13 измерения среднего значения цикла деФормации и второй аналого-цифровой преобразователь ББ (ЛЦП) 14, выход которого соединен с информационными входами блока 5 запоминания и преобразования. Блок 5 запоминания и преобразованин содержит последовательновключенные постоянное запоминаюшее устройство (ПЗУ) 15, сумматор 16 и индикатор 17 при этом адресные входы ГЗУ 15 являются информационнымя входами блока 5 запоминания и преобразования я соединены с выходами измерителя 11 временных интервалов, первого 7 я второго АП 14, а вход, разрешающий выоорку памятя, - с выходом первого Формирователя импульсов 10.Устройство работает следующим образом.Возникающая под воздействием механической нагрузки цеформация з материале конструкции, преобразованная с помощью измерительного преобразсвателя 1 деформации з электрический сигнал, поступает а входы первого 2, вторсго 3 и третьего 4 капагоз изерения. В первом канале 2 с помощью блока 6 выделяется переменная.составляющая деформации, значения которой преобразуются в первом ЛЦП 7 в параллельный двоичныйкод я подаются на часть адресных входов ПЗУ 15. В третьем канале Ь с помошью блока 13 выделяется среднее значение деформации за цикл изменения нагрузки, которое преобразуется во втором АЦП 14 з параллельный двои н.й код и подается на другую часть адресных входов ПЗУ 15. В момент времени, .когда деформация цикла достигает минимального значения, детектор Я минимума Формирует па зыхсце второго Формирователя 12 им -пульс напряжения, подаваемый на ключ сброса детектора 9 максимума я на второй вход измерителя 1 временных интервалов. При этом детектор 9 максимума подготавливается к работе,. а измеритель 11 временных интерваловначинает отсчет длительности полуцикла деформации. В момент цостижения последующего максимума цикла деФоомации сигнал детектора 9 максимума Формирует на выходе первого формирователя 0 импульсов импульс напряжения, подаваемый на ключ сброса детектора 8 минимума, первьй вход измерителя 11 интервалов времени и на разрешающий выборку вход ПЗУ 15. При этом цетектор 8 минимума подготавливается к определению минимума дефсрмации в следующем цикле, изме25 еИО л О, приТ=1, приТ=ТпрейелН;,где=0- регистрируемый уровень амплитуды пе- ЗОременной составляющей деформации,- регистрируемый уровень среднего значения цикловой деформации;- регистрируемый уровень длительностиполуцикла деформации; 40- время функционирования устройства,предельное времяфункционированияконструкции, 45- число циклов деформации со значениямипараметровцикла, имевших место за время функционирования устройства;- число циклов со .значениями, 1,Кпараметров деформации до разрушенияконструкции (определяется экспери,Э =ОИ 1 К =ОР,ПРЙ Айл ритель 11 интервалов времени прекращает отсчет и фиксирует на выходе длительность интервала времени между минимумом и последовавшим эа ним максимумом цикла деформации, 5Хранящаяся в ячейках памяти ПЗУ 15 информация об уровне йс 1 расхода ресурса усталостной долговечности материала конструкции за один цикл деФормации, соответствующая преобразо О ванным в каналах 2-4 в двоичные коды и поданным на адресные входы ПЗУ 15 теКущим значениям параметров цикла деформации (амплитуде переменнбй составляющей деформации, среднему 15 значению цикла и длительности полу- цикла деформации), в момент подачи с выхода первого формирователя 10 импульса напряжения на разрешающий выборку памяти вход ПЗУ 15 выдается на вход сумматора 16, где суммируется с ранее полученными 6 О . Тем самым осуществляется известный алгоритм линейного суммирования ментально при испы тании материала конструкции на усталостную долговечность);о - израсходованныйресурс усталостной долговечности конструкции.Значение израсходованного ресурса усталостной долговечности материала конструкции 4 с выхода сумматора 16 подается на вход индикатора 17 и отображается на световом табло.Устройство осуществляет схематизацию случайного нестационарного процесса по комплексу параметров, влияющих на усталостйую долговечность: по амплитуде переменной составляющей деформации, среднему значению и частоте. Учет этих параметров позволяет повысить достоверность определения усталостной долговечности материала конструкции.Формула изобретенияУстройство для определения усталостной долговечности материала конструкции, содержащее измерительный преобразователь деформации, параллельно подключенные к нему первый канал, включающий блок измерения амплитуды переменной составляющей деформации, и второй канал для выработки сигналов, соответствующих частоте нагружения, блок запоминания и преобразования измеряемых параметров деформации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности за счет более полного учета влияния параметров циклов нагружения на долговечность, оно снабжено третьим каналом, который подключен к измерительному преобразователю деформации параллельно первому и второму каналам и включает блок измерения среднего значения цикла деформации, а второй канал содержит детекторы максимума и минимума, параллельно подключенные к выходу измерительного преобразователя деформации, и измеритель временных интервалов, выход которого и выход первого и третьего каналов подключены к информационным входам блока запоминания и преобразсуания, выход детектора максимума через первый формирователь импульсов сое1208491 Составитель В.ШехтерРедактор Л.Авраменко Техред С,Мигунова Корректор,С,Шекмар Заказ 252/55 Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.45Филиал ППП Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4 динен с разрешающим выборку входом блока запоминания и преобразойания, с первым входом измерителя в 1 еменных интервалов и ключом сброса детектора минимума, а выход детектора минимума через второй формировательимпульсов соединен с вторым входомизмерителя временных интервалов иключом сброса детектора макси 5 мума.