Устройство для определения динамических характеристик объекта

СОЮЗ СОЩТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН 772 А С 1 Е Сн) 7 0 ВТО инсти- ематики ер инч намиострое ИЯ ДИНАА судАРственный кОмитетпО изОБРетениям и ОтнРытиямРИ ГКНТ. СССР МУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-исследовательскийтут механики и прикладной матРостовского государственногоситета(54) УСТРОЙСТВО ДПЯ ОПРЕДЕЛЕНИИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОБЪЕКТ(57) Изобретение относится к испытаниям материалов и конструкций, в частности к гидравлическим, механическим и электромагнитным устройствамдля определения динамических характеристик объектов. Цель изобретения -расширение технологических возможностей и упрощение конструкции. Уст-,ройство содержит основание 1, накотором жестко установлен вибратор,подвижная часть которого связана снеподвижной частью плоскими пружинами 2, на одйом или нескольких лепестках которой установлены тензорезисторные датчики 4 3 ил.20 Изобретение относится к области испытаний материалов и конструкций, . в частности к гидравлическим, механическим, электромагнитным и т.п.устройствам для определения динамических характеристик объектов.Цель изобретения - расширение технологических возможностей и упрощение конструкции. 10На фиг, 1 показана конструкция устройства в гидравлическом выполнении; на фиг. 2 - конструкция устройства в электромагнитном выполнении; на фиг. 3 - разрез А-А на Фиг,1. 15Устройство для определения динамических характеристик объекта содержит основание 1, на котором уста новлен вибратор с упругой подвеской подвижной части. Упругая подвеска выполнена в виде плоских пружин 2, между лепестками 3 которых имеются отверстия, предназначенные для пропускания сквозь них коммуникаций(гидрошпангов, электропроводки . 25 и т,д ). На одном или несколькихлепестках 3 пружин 2,.установлены(приклеены) тензорезисторные датчи- ки 4,(одиннли несколько). Пружины2 представляют, собой упругие элементы датчиков 4.Вибратор может быть выполнен гидравлическим, механическим, электро.магнитным и т.п.Гидравлический вибратор (Фиг. 1) имеет гидроцилиндр 5, шток 6 поршня 7 которого жестко закреплен на основании 1. На гидроцилиндре 5 с помощью плоских пружин 2 установлена подвижная. часть 8, на которой установлен наконечник 9, предназначенный для взаимодействия с исследуемым . объектом 10, Гидроцилиндр 5 с помощью гидрошпангов 11 связан с генератором 12;вибраций, который, подавая жидкость попеременно то в одну, то в другую полость гидроцилиндра 5, возбуждает его колебания, Наконеч" ник 9 может быть выполнен в виде датчика динамической силы, импедансной головки, .пьезоакселеромеъраи т.д. либо в виде насадки, не имеющей дополнительного функционального назначения.Кроме того, устройство содержит55 ряд. датчиков 13, предназначенных для установки на испытуемом объекте 10. Тензорезисторные датчики 4 соединены с регистрирующим устройством 14(РУ 1). Остальные датчики соединены с регистрирующим устройством 15. Регистрирующие устройства 14 и 15 соединены с анализатором 16, который может иметь связь с генератором 12 вибраций.В.устройстве с электромагнитным вибратором (фиг. 2), статор 17 вибратора выполнен в виде цилиндрического постоянного магнита, жестко установленного на основании 1. Ротор 18, выполненный в виде электромагнитной катушки, соединен со статором 17 посредством плоских пружин 2. Ротор 18 связан с генератором 12 вибраций посредством электропроводов 19, Остальные коммуникации и агрегаты устройства аналогичны рассмотренным. Кроме того, при использовании электромагнитного вибратора устройство имеет механизм 20 регулировки,Устройство работает следующим образом.Наконечник 9 устройства вводят в контакт с исследуемым объектом 10. При этом под действием статической силы исходного поджима происходит деформация пружин 2. Причем для плоских пружин зависимость между величиной статического поджима и деФормацией пружины носит линейный характер. ,Пеформация пружин 2 Фиксируется тензорезисториыми датчиками 4, и сигнал подается на регистрирующее устройство 14. Размещение тензорезисторного датчика 4 на пружине 2, помимо линейной зависимости между силой поджима и деформацией пружины, обеспечивает постоянность иючеданса системы в целом; Ввод датчика силы между наконечником 9 и исследуемым объектом 10 требует установки дополнительной тенэобллки, следствием чего будет изменепие импеданса системы, После установки требуемой силы поджима генератором 12 вибраций возбуждаются колебания, которые передаются от вибратора на исследуемый объект 10 через наконечник 9. При этом исследуемые характеристики объекта 10 (импеданс, распределение волновых полей и т;д.) фиксируются датчиками 13 и подаются на регистрирующее устройство 15, откуда передаются на анализатор 16. Кроме того, на анализатор 16 с регистрирующего. устройства 14 поступает информация с датчика 45 16 о силе поджима в течение всего периода динамических испытаний,В ряде случаев за счет реологии объекта или в силу других причин, обусловленных физико-механическими свойствами исследуемых объектов, в процессе испытаний от действия знакопгременных нагрузок величина статического поджима изменяется, В известных устройствах погрешность этого Фактора в какойо степени устранялась большим количеством испытаний. Введение датчика 4 позволяет через цепочку датчик 4 - регистрирующее устройство 14 - анализатор 16 - генератор 12 вибраций обеспечить обратную связь с постоянной Фиксацией силы статического поджима и ее поддержание на задайном уровне путем изменения генерируемых вибраций (для гидравлической схемы), При этом генератор вибраций подает в нижнюю полость гидроцйлиндра 5 доцолнительное количество жидкости, а вибрации осугН 72 6ществляет в прежнем режиме, согласуясь с сигналами от датчиков 3. В случае, если используется электромагнитный вибратор, статический под-жим с его помощью обеспечен быть не может, и тогда в устройство целесообразно ввести механизм 20 регулировки, который обеспечивает заданное перемещение устройства (основания 1) в соответствии с сигналами датчика 4. Формула изобретенияУстройство для определения. динамических характеристик объекта, содержащее вибратор с упругой подвес-.кой подвижкой части в виде плоскихпружин и измерительную систему,включающую датчик силы, о т л и ч а 20 ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностейи упрощения конструкции, датчик силывыполнен тензорезисторньм, а в качестве упругого элемента датчика испо 25 льзсвана пружина упругой подвескиподвижной части вибратора,1629772 И К Редактор. 0 ктор Т. Малец ж 35 сное Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 1 О 1 Заказ 432ВНИИПИ Госуд Составитель И. Левинскиовецкая Техред Л.Сердюкова иртвенного комитета по изобретениям и .открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5