Устройство для усталостных испытаний

(19) 111 Д 1 4 С 31 11 3/32 ЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Запорожский машиностроительный институт им. В.Я.Чубаря(56) Авторское свидетельство СССР Иф 1045036, кл, С 01 И 7/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАЛОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ(57) Ия к измеритель азначено дл эобретение относитс ной технике и предн исследования прочностных свойств материалов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения контроля кинетики развития дефектов.Устройство состоит из набора блоков, образующих канал автоматического слежения за режимом испытаний и поддержания его параметров в заданных пределах и тракт диагностики технического состояния, содержащий генератор 10 управляющих импульсов, частотомер 11 в виде реверсивного счетчика, генератор 23 опорной частоты, блок 24 фор1295 мирования управляющих импульсов, блоки 12, 13, 14 памяти с индикаторными табло 38, 39, 40, счетчики 15, 16, .17 циклов. Работа информационного канала основана на сравнении чисел импульсов образцового генератора, захваченного двумя соседними периодами сигнала вибродатчика, установленного на образце, Применение частотомера с прямым и обратным счетом позволяет следить за разностью этих чисел, т.е.за нулевым значением этой разности при отсутствии дефектов в образце.Появление дефекта при испытании ведет к резкому изменению частоты автоколе 286баний и, как следствие, к ненулевомузначению 6 Й = Г, - Й; где Г; - чис. ло импульсов в пачке образцового генератора, попавшего в предыдущий период колебания Е то же число на последующем периоде колебания. Этозначение записывается в блокпамяти и отображается на информационном табло, а счетчик 15 циклов отображает информацию о числе циклов испытания допоявления дефекта, Блоки памяти образуют кольцевой сдвигающий регистр,позволяющий последовательно записывать информацию о появлении дефектов. 1 ил.Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследования прочностных свойств материалов. 0 Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения контроля кинетики развития дефектов.На чертеже изображена блок-схема устройства для усталостных испытаний.Устройство содержит последователь но соединенные вибродатчик 1, установленный на испытуемом объекте 2, выпрямитель 3, блок 4 сравнения, усилитель 5, исполнительный элемент 6, усилитель 7 мощности, выход которого подключен к системе 8 возбуждения. Второй вход блока 4 сравнения соединен с задатчиком 9, а второй вход исполнительного элемента 6 соединен с вибродатчиком 1. Тракт диагностики технического состояния состоит из генератора 10 управляющих импульсов, 25 частотомера 11, блоков 12-14 памяти, счетчиков 15-17 циклов и сумматоров 18 - 20.В устройство дополнительно введены два элемента И-НЕ 21 и 22,генератор 23 опорной частотыблок 24 формирования управляющих импульсов, блок 25 формирования пускового импульса, электронные ключи 26 - 28 блока памяти, электронные ключи 29 - 31 счетчиков циклов и блоки 32 - 34 сигнализации.Первые входы элементов И-НЕ 21 и 22 подключены к выходу генератора 23 опорной частоты, вторые - соответственно к первому и второму выходам генератора 10 управляющих импульсов. Блок 25 формирования пускового импульса подключен к первому входу генератора 10 управляющих импульсов, а второй его вход соединен с вибродатчиком 1, Частотомер 11 выполнен в виде реверсивного счетчика, входы прямого (+1) и обратного (-1) счета которого подключены соответственно к выходам элементов И-НЕ 21 и 22 индикаторный вход и вход "Сброс" реверсивного счетчика подключены к третьему и четвертому выходам генератора О управляющих импульсов. Выходы реверсивного счетчика 11 подключены через информационные входы электронных ключей 26 - 28 к блокам 12 - 14 памяти, выполненным в виде последовательно присоединенных к этим ключам дешифраторов 35 - 37, индикаторных табло 38 - 40, сумматоров 18 - 20, и блоков 32 - 34 сигнализации,Первый вход блока 24 формирования управляющих импульсов соединен с третьим выходом генератора 10 управляющих импульсов, второй вход блока 24 управляющих импульсов соединен с выходом блока 25 формирования пусково86 3 12952 го импульса, третий, четвертый и пятый входы блока 24 формирования уп- равляющих импульсов подключены соответственно к выходам сумматоров 18 - 20 первого 12, второго 13 и третьего 14 блоков памяти. Первый, второй и третий выходы блока 24 формирования управляющих импульсов подключены к управляющим входам электронных ключей 29 - 31 счетчиков 15 - 17 циклов 10 и к блокам 32 - 34 сигнализации блаков 12 - 14 памяти. Входы счетчиков циклов 15 - 17 через электронные ключи 29 - 31 подключены к выходу вибродатчика 1. 5Блок 25 формирования пускового импульса с КС-цепью выполнен из резисторов 41 и 42, конденсатора 43 и контакта 44.Устройство для усталостных испыта ний работает следующим образом. Устройство включается одновременно с включением вибростенда, в котором размещена система 8 возбужде ния, и приводится в исходное положение, В этом положении генератор 10 управляющих импульсов формирует импульс сброса по четвертому выходу, устанавливая частотомер в нулевое состояние 30 и запрещая прохождение на него через элементы И-НЕ 21 и 22 сигнала вибродатчика 1. Пуск устройства осуществляется кратковременным нажатием кнопки 44 в блоке 25 формирования пу скового импульса. При этом на первом выходе генератора 10 управляющих импульсов формируется сигнал "Лог.1" дЛительностью, равной периоду сигнала вибродатчика 1, позволяющий прохожде ние пачки импульсов с генератора 23 опорной частоты через элемент 21 на вход прямого счета частотомера 11.Одновременно сигнал с выхода генератора 10 управляющих импульсов поступа ет на второй вход блока 24 формирования управляющих импульсов, который через первый выход этого блока открывает электронный ключ 26 блока 12 памяти и позволяет прохождение сигнала с частотомера 11 на блок 12 памяти. При этом на выходе сумматора 18 формируется уровень "Лог.1", который поступает на третий вход блока 24, но так как на первом входе этого блока уровень, 55 "Лог.О", то электронный ключ 26 остается открытым для прохождения информации с частотомера 11. С приходом следующего импульса с вибродатчика 1 блок 10 формирует уровень "Лог.О" напервом выходе и уровень "Лог.1" навтором, тем самым позволяя пачке импульсов с опорного генератора 23 через элемент 22 пройти на вход обратного счета (-1) частотомера 11. Из записанного ранее значения Г вычитается значение Е,т.е. в памяти частотомера 11 и на индикаторном табло 38будет разность ЬГ = Г 1 - Е. Приэтом, если Е, = Г, то ь К=О и навыходе сумматора формируется уровень Лог.О, который поступает натретий вход блока 24 формирования управляющих импульсов. Одновременно напервый вход блока 24 приходит уровень "Лог.1" с третьего выхода генератора 10 формирования управляющихимпульсов, Такая комбинация сигналовна выходах блока 24 обеспечивает открытое состояние электронного ключа26 и прохождение информации в блок12 памяти. Если Г Ф Г , в течение двух смежных колебаний произошло усталостное разрушение образца, то ь й 4 0 и на выходе сумматора формируется уровень "Лог.1", который поступает на третий вход блока 24 и на вход блока 32 звуковой сигнализации. Одновременно на первый вход блока 24 с третьего вылхода генератора 10 поступает уровень "Лог.1". Наличие уровней "Лог.1" на. первом и третьем входах блока 24 закрывает электронный ключ 26 и препятствует прохождению информации в блок 12 памяти в результате установления уровня "Лог.0" на первом выходе блока 24. Одновременно с первого выхода блока 24 уровень "Лог.О" поступает на второй вход блока 32 сигнализации и на вход электронных ключей 29, Уровень "Лог.1" на первом входе блока звуковой сигнализации и уровень "Лог.О" на его втором входе обепечивакт включение звуковой сигнализации, с появлением которой производят снятие показаний с табло 38 первого блока 12 памяти, а также количество циклов со счетчика 15, который отключается от датчика 1 одновременно с отключением блока 12 памяти при поступлении уровня "Лог.О" с первого выхода блока 24 на электронные клюшки 29, Одновременно с этим происходит формирование уровня "Лог.1" на втором выходе блока 24. Поэтому одновременно с отключением первого блока 12 памяти подачей50изобретения Формула Устройство для усталостных испыта. ний, содержащее последовательно соединенные вибродатчик для установки на испытуемом образце, выпрямитель, блок сравнения с задатчиком, усилитель, исполнительный элемент, связанный вторым входом с. вибродатчиком,55 уровня "Лог,1" с второго выхода 24на вход электронных ключей 27 и 30происходит подключение второго блока13 памяти к выходу реверсивйого счетчика 11 и подключение счетчика 16циклов к датчику .Таким образом, в первом блоке 12памяти записывается значение ЬЙ, пропорциональное образовавшемуся дефекту в образце, а на счетчике 15 запи Осывается количество циклов, после которых происходит разрушение образца,Аналогично работает второй канал 13затем третий канал 14. После отключения третьего канала 14 включаетсяпервый канал 12,В процессе усталостных испытанииподдерживается постоянной амплитудаколебаний исследуемого образца. Дляэтого сигнал с датчика 1, пропорциональный амплитуде колебаний испытуемого образца 2, подают на выпрямитель 3 и в блоке 4 он сравнивается свеличиной сигнала, поступающего с задатчика 9. Сигнал рассогласования через усилитель 5 поступает в исполнительный элемент 6, который изменяет сигнал на входе усилителя,7 мощности, нагрузкой которого являетсясистема 8 возбуждения , таким образом, чтобы поддерживать амплитуду колебаний испытуемого образца постоянной. Режим автоколебаний, обеспечивающий аВтоматическую настройку колебаний испытуемого образца 2 на реэонансную частоту, осуществляется подачей сигнала вибродатчика 1 на входусилителя 7 мощности через исполнительный элемент 6.Режим виброиспытаний длится дополного разрушения или до тех пор,пока уровень сигнала с вибродатчика1 достигает амплитуды, достаточнойдпя управления режимом автоколебанийна резонансной частоте испытуемого45образца. При уходе с режима автоматической подстройки амплитуда образца резко падает и испытания прекращаются,усилитель мощности, систему возбуждения и тракт диагностики техническогосостояния, включающий генератор управляющих импульсов, частотомер ввиде реверсивного счетчика, блокипамяти и счетчики циклов, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения функциональных возможнЬстей, оно снабжено генератором опорнойчастоты, двумя элементами И-НЕ, каждый из которых одним входом связан ссоответствующими двумя из четырех выходов генератора управляющих импульсов, а другими входами связаны междусобой и с выходом генератора опорнойчастоты, блок формирования управляющих импульсов с числом выходов, равным числу блоков памяти, блоком формирования пускового импульса, связанным с одним.из входов генератора управляющих импульсов, другой вход которого связан с вибродатчиком, электронными ключами счетчиков циклов сдвумя входами, каждый блок памяти состоит из последовательно соединенныхэлектронного ключа с информационным иуправляющим входами, дешифратора, индикаторного табло, сумматора, блокасигнализации, один вход которого соединен с сумматором, а другой связанс управляющим входом электронногоключа блока памяти, с управляющим входом электронного ключа счетчика циклов и с соответствующим выходом блока формирования управляющих импульсов,выходы частотомера связаны с соответствующими информационными входамиэлектронных ключей блока памяти, входпрямого счета частотомера - с выходом одного из элементов И - НЕ, входобратного счета частотомера - с выходом другого элемента И-НЕ, индикаторный вход частотомера - с третьимвыходом генератора управляющих импульсов и с первым входом блока формирования управляющих импульсов, входСброс" частотомера - с четвертым выходом генератора управляющих импульсов, другой вхоц которого связан свибродатчиком и с соответствующимивходами электронных ключей счетчиковциклов, второй вход блока формирования управляющих импульсов связан свыходом блока формирования пусковогоимпульса, остальные входы блока формирования управляющих импульсов связаны с соответствующими выходами сумматоров соответствующих блоков памяти