Устройство для определения израсходованного ресурса изделия

(19) О 1) 0527 151) 5 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИДЕТЕЛЬСТВУ СНОМ 01/24-24.90, Бюл, 9 41тут проблем моделике АН УССР и Специал овани ьное бюр ия в р ско-техноло гическопроблем моделированАН УССРГуляев, Б.Н, Ппескач А.Е, Б 78 (088.8 во ССС 1984 СССР 1984(56 У 1 ЕНИЯ ИЗРА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Инстив энергетиконструктоИнститутаэ нер гетике(54)УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕХОДОВАННОГО РЕСУРСА ИЗДЕЛИ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и позволяет определять израсходованный ресурс объектов, эксплуатируемых в условиях усталостного разрунения, Цельизобретения в . раснирение области применения устройства путем определениямалоциклового усталостного ресурса.Устройство содержит датчик 1, усилитель 2, амплитудные детекторы 3 и 4,блоки 5 и 6 сравнения, одновибраторы7 и 8, аналогово-цифровой преобразователь 9, блок 10 нелинейного преобразования, элемент 11 задержки, накапливающий сумматор 12 и индикатор13. Устройство позволяет определитьсуммарный израсходованный ресурсобъекта в темпе процесса накопленияповреждений, 1 ил,Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике, в частности к устройствам для регистрации, иможет быть использовано в системах5контроля израсходованного ресурсаэнергетических объектов,Целью изобретения является расширение области применения устройствапутем определения малоциклового усталостного ресурса.На чертеже представлена структурная схема устройства для определенияресурса изделия,Устройство содержит датчик 1, усилитель 2, амппитудные детекторы 3 и4, блоки 5 и 6 сравнения, одновибраторы 7 и 8, аналого-цифровой преобразователь 9, блок 10 нелинейного преобразования, элемент 11 задержки, накапливающий сумматор 12 и индикатор13,Датчик 1 предназначен для преобразования упругих деформаций исследуемого объекта в электрическое напряжение, усилитель 2 - для усиления сигнала, поступающего от датчика, амплитудный детектор 3 - для выделения изапоминания максимальных значений сигнала на выходе усилителя 2, амплитудный детектор 4 - для выделения и запоминания минимальных значений сигнала на выходе усилителя 2, а блок 5сравнения - для сравнения аналоговыхсигналов, поступающих наего входы свыходов усилителя 2 и амплитудногодетектора 3Блок 6 сравнения предназначен длясравнения аналоговых сигналов, посту-.пающих на его входы с выходов усилителя 2 и амплитудного детектора 4,одновибраторы 7 и 8 - для формирова "ния управляющих импульсов фиксированной длительности, аналого-цифровойпреобразователь 9 - для преобразования разности потенциалов на его первом и втором входах в цифровой код.Блок 10 нелинейного преобразования предназначен для преобразованиявходных кодов, пропорциональных амнлитуде цикла нагружения, и выходныхкодов, пропорциональных израсходованному ресурсу за текущий цикл нагружеиия.Элемент 11 задержки предназначен55для задержки сигнала управления накапливающего сумматора 12 на время,необходимое для срабатывания блока10 нелинейных преобразований, накапливающий сумматор 12 - для вычисления суммарного израсходованного ресурса за все предыдущие циклы и запоминания его, а индикатор 13 - для индикации суммарного израсходованного ресурса,Датчик 1 может быть выполнен, например, на базе тенэометрического датчика, аналого-цифровой преобразователь 9 - на интегральной микросхеме К 111 ПВ 1 А,а преобразователь 10 кодов = на интегральной микросхеме КР 556 РТ 4Работа устройства для определения ресурса изделия основана на том, что срок службы объекта или количество циклов нагружения для разрушения связаны функциональной зависимостью с амплитудой циклов нагружениям = е(дб),где И - количество циклов нагружениядо разрушения;Д 3 - амплитуда циклов нагружения,которая определяется эмпирически.В реальных условиях эксплуатации,при которых амплитуда циклов нагружежения непостоянна во времени, израсходованный ресурс определяется следующей зависимостью- КоК = -и, ф; огде К - оценка относительного израсходованного ресурса;К - оценка полного запаса ресурсадля контролируемого объекта;Н ; предельное количество циклов,подобных 1-му, до разрушения;1 - номер цикла изменения механической нагрузки;и - общее количество циклов изменения механической нагрузки,Устройство работает следующим об-,разом. Динамическая нагрузка в виде случайного нестационарного процесса Я(С) воспринимается датчиком 1 и преобразуется им в электрический сигнал, который после усиления в усилителе 2 поступает на информационные входы амплитудных детекторов 3 и 4 и блоков 5 и 6 сравненияАмплитудный де тектор 3 функционирует следующим образом, На отрезках реализации процесса 8(С), где этот процесс является возрастающим, сигнал на выходе амплитудного детектора 3 повторяет сигналУстройство для определения израсходованного ресурса изделия, содержащее датчик, блок нелинейного преобразования, выход которого соединен с информационным входом накапливающего сумматора, выход которого подключен к входу индикатора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства путем определения малоциклового усталостного ресурса, в него введены усилитель, первый и второй амплитудные детекторы, первый и второй блохи сравнения, первый и второй одновибраторы, аналого-цифровой преобразователь и элемент задержки, выход которого соединен с управлякщм входом накапливающего сумматора, выход датчика через усилитель подключен к информационным входам первого и второго амплитудных детекторов и к первым входам первого и второго блоков сравнения, выход первого амплитудного детектора соединен с первым информационным входом аналого-циФрового преобразователя и с вторым входом первого блока сравнения, выход которого через первый одновибратор подключен к управляющему входу второго амплитудно" го детектора, выход которого соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя и вторым входом вто 5 16052 на его информационном входе, При достижении входным сигналом максимального значения на выходе детектора 3 фиксируется его значение и сохраняется при послсдующем убывании входного5 сигнала, По сигналу, поступающему на управляющий вход блока 3 осущестВ вляется его сброс с тем, чтобы он смог зафиксировать следующий максимум,1 О если его амплитуда окажется меньше, чем у предыдущего, С выхода амплитудного детектора 3 сигнал поступает на первый вход аналого-цифрового преобразователя 9 и на второй вход блока 5 сравнения.Работа амплитудного детектора 4 состоит в следующем. На тех отрезках реализации проце сса Я (С), где э то т процесс убывает, сигнал на выходе ам плитудного детектора 4 повторяет сигнап на его информационном входе, При достижении входным сигналом минимального значения на выходе детектора 4 фиксируется это значение и сохраняет ся при последующем возрастании входного сигнала. По сигналу, поступанищему на управляющий вход блока 4, осуществляется его сброс с тем, чтобы он смог зафиксировать следующий минимум в случае, если его амплитуда будет меньше, чем у предыдущего, С выхода амплитудного детектора 4 сигнал поступает на второй вход аналого-цифрового преобразователя 9 и на второй вход блока 6 сравнения. После прохождения максимума входного сигнала появпяется рассогласование на входах блока 5, которое приводит к изменению состояния на его выходе, С выхода бло ка 5 сравнения сигнал поступает на вход одновибратора 7, Формирующего управлякиций импульс фиксированной длительности, который поступает на второй вход амплитудного детектора 4, осуществляя его сброс, После прохождения минимума входного сигнала появляется рассогласование на входах блока 6, которое приводит к изменению состояния на его выходе, Сигнал с вы хода блока 6 сравнения. поступает на вход одновибратора 3, Формирующего управляющий импульс, который поступа-. ет на вход запуска аналого-цифрового преобразователя 9После этого в блоке 9 осуществляется аналого-цифровое преобразование разности сигналов, соответствующих максимапьному и минимальному значениям входного аналого 71 6вого сигнала на один цикл, Сигнал окончания преобразования блока 9, формирукщийся по окончании аналого-цифрового преобразования, поступает на элемент 11 задержки и на управляющий вход амплитудного детектора 3, осуществляя е го сброс. Сформировавшийся в результате аналого-циФрового преобразования цифровой код с информационных выходов блока 9 поступает на входы блока 10, на выходах которого формируется цифровой код, пропорциональный израсходованному ресурсу за текущий цикл нагружений. С выходов блока 10 кодовые сигналы поступают на инФормационные входы накапливающего сумматора 12, в котором осуществляется суммирование израсходованного ресурса за все предыдущие циклы нагружения. С выходов накапливающего сумматора 12 информация поступает на индикатор 13. Формула изобретения160527.1 Составитель В, СкворцовТехред М.Дидык Корректор Т,Палий Редактор Н,Лазаренко Заказ 3455 Тираж 371 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 рого блока сравнения, выход которогочерез второй одновибратор подключенк управлящцему входу аналого-цифрового преобразователя, информационныйвыход которого соединен с входом блока нелинейных преобразований, управляющий выход аналого-цифрового преобразователя подключен к входу элемента задержки и управлякщему входу первого амплитудного детектора,