Устройство для вибрационных испытаний

(51)5 6 01 Н 1 к вибрациона прочность. я повышение испытаний за ых вибраций к СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРАЦИОННЬИСПЫТАНИЙ(57) Изобретение относитсяным испытаниям изделий нЦелью изобретения являетсдостоверности вибрационныхсчет. приближения имитируем 5 ЛЛ, 1714384 А 1 эксплуатационным по спектральнои плотности и закону распределения, Для этого, фазы полигармонического процесса выбираются не случайными, а из условия приближения закона распределения вибраций. Сигнал с датчика 6 вибрации поступает в анализатор 10 закона распределения. Функциональный преобразователь 11 преобразует процесс У(т) в процесс Е(с), для которого также вычисляется дискретное преобразование Фурье в блоке 13, а вычисление фазы процесса и значения фазочастотной характеристики поступают в блок 14 коррекции, который и вычисляет фазы полигармонического входного процесса, генерируемого блоком 3 генерации. 1 ил,Изобретение относится к испытательной технике, в частности к вибрационнымиспытаниям изделий на вибропрочность ивиброустойчивость.Известно устройство для вибрационных испытаний изделий, содержащее последовательно соединенные генераторпериодических полигармонических колебаний с регулируемыми фазовыми сдвигамимежду ними, вибростенд с установленным 10на нем изделием и датчиком вибрации, установленным в контрольной точке изделия.Для проведения стендовых испытаний амплитуды и фазы гармоник выбираются так,чтобы обеспечить минимизацию ошибки 15приближения вибраций к эксплуатационным по частотному спектру и первым шестицентральным моментам одномерного закона распределения мгновенных значений.Недостатком этого устройства является 20ограниченный класс реализуемых плотностей вероятности и частотных спектров, таккак малое число гармоник не позволяет имитировать широкополосные вибрации, Кроме того, даже при небольшом числе 25гармоник (6-10) время, затрачиваемое навычисление амплитуд и фаз, достаточновелико, что неприемлемо для систем автоматизации испытаний, работающих в реальном масштабе времени, 30Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является устройство,содержащее последовательно соединенные задатчик спектральной плотности вибрации, блок умноженияблок генерации 35полигармонического процесса, вибростендс установленным на нем изделием и датчиком вибрации, установленным в контрольной точке изделия, два блока определениядискретного преобразования Фурье, входы 40которых подключены к входу вибростенда ивыходу датчика вибрации, а выходы к делителю, выход которого подсоединен к второму входу блока умножения, и задатчик фазгармоник, подключенный к второму входу 45блока генерации полигармонического процесса,Известное устройство позволяет проводить вибрационные испытания, создавая 50 вибрацию изделия с различными спектральными плотностями в широком диапазоне частот за счет управления амплитудами большого числа гармоник (32 - 512), при этом фазы задаются постоянными. 55Однако это устройство не позволяет обеспечивать заданный одномерный закон распределения мгновенных значений вибрации, хотя вид закона распределения наряду со спектральной плотностью изменяет условия нагруженности испытуемого изделия.Цель изобретения - повышение достоверности вибрационных испытаний за счет приближения имитируемых вибраций к эксплуатационным по спектральной плотности и одномерному закону распределения мгновенных значений.Указанная цель достигается тем,.что устройство для вибрационных испытаний, содержащее последовательно соединенные задатчик спектральной плотности, блок умножения, блок генерации полигармонического процесса, вибростенд с установленным на нем изделием и датчиком вибрации, установленным в контрольной точке изделия, блок деления, два блока определения дискретного преобразования Фурье, входы которых подключены соответственно к входу вибростенда и выходу датчика вибрации, а выходы подключены к блоку деления, первый выход которого подсоединен к второму входу блока умножения, снабжено посл едовател ьно соединен н ыми а нализатором закона распределения вибрации, функциональным преобразователем, третьим блоком определения дискретного преобразования Фурье и блоком коррекции фазы, задатчиком закона распределения, вход анализатора закона распределения и второй вход. функционального преобразователя соединены с выходом датчика вибрации, выход блока коррекции фазы подключен к второму входу блока генерации полигармонического процесса, а третий вход функционального преобразователя соединен с задатчиком закона распределения вибрации, а второй вход блока коррекции фазы подключен к второму выходу блока деления.На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство для вибрационных испытайий содержит последовательно соединенные задатчик 1 спектральной плотности вибрации, блок 2 умножения, блок 3 генерации полигармонического процесса, вибростенд 4 с установленным на нем изделием 5 и датчиком б вибрации, установленным в контрольной точке изделия, два блока 7 и 8 определения дискретного преобразования Фурье, входы которых присоединены соответственно к входу вибростенда и выходу датчика вибрации, а выходы подключены к блоку 9 деления, первый выход которого подключен к второму входу блока 2 умножения, Вход анализатора 10 закона распределения подключен к выходу датчика вибрации, а выход присоединен к первому входу функционального преобразователя 11, на второй вход которого подключен выходной сигнал с датчика вибрации, на третий вход подключен датчик 12 закона распределения, выход присоединен через блок 13 определения дискретного преобразования Фурье к первому входу,блока коррекции 5 фазы 14, выход которого подключен к второму входу блока 3 генерации, а второй вход блока коррекции фазы соединен с вторым выходом блока 9 деления.Сущность изобретения заключается в 10 следующем.Входной сигнал вибростенда и выход с датчика вибрации можно представить в виде полигармонических процессов15МХ(т) =Хк,сов(2 ПКМ+рс); (1)к= Иу (т) = ,", Ук соя (2 П 3 с Л 1 + фс), (2) 1 ф 1 ф)1= х(Кд)1 т 1 1 40 Агд Ю = У(1(Л) - У(КЛ), (5) По заданной спектральной плотностиЯу(К Ь т) вычисляются амплитуды гармоник 45процесса (1)(6) 50Фазы гармоник процесса (1) вычисляются по следующим формуламфс = АГ 9 Ф Л Е) + Агд Я(к Ь К (7) а знрчения фаз Аг 9 Е(КЬ т) получаются в результате вычисления дискретного преоб разования Фурье процесса ф), который определяется в соответствии со следующим функциональным преобразованиемЕ(т) = 6(6 ЕУ(т)Д, (8) Дискретное преобразование Фурьепроцессов (1) и (2) имеет видх(балт) =х( лФ)1 е , (з)У(балт)=1 У(м лФ)е, . щ где 1 Х 1,1 У 1 - амплитудный спектр процес сов;ф, ф- фазовый спектр.При делении (4) на (3) получается амплитудная 1 Я 1= и фазовая АГЯЮ частот1 У 11 Х 1ные характеристики от входа вибростенда до входа датчика вибрации где 6 - заданный, а 6 - измеренный законыраспределения вибрации..Устройство работает следующим образом.Полигармонический процесс с блока 3генерации поступает на вход вибростенда 4с установленным на нем изделием 5. Датчик6 вибрации измеряет вибрацию в контрольной точке изделия. В блоках 7 и 8 определяется дискретное преобразование Фурьевхода и выходного сигнала и в блоке 9 деле-.ния по формулам (4) и (5) вычисляются модуль и фаза частотной характеристикивибростенда с изделием, Значения модуляпоступают в блок 2 умножения, который всоответствии с заданной спектральнойплотностью по формуле (6) вычисляет амп-,литуды гармоник входа. Одновременно сигнал с датчика вибрации поступает ванализатор 10 закона распределения. Функциональный преобразователь 11 в соответствии с заданным и измеренными законамираспределения преобразует процессУ(т) впроцесс 2(т), для которого также вычисляется дискретное преобразование Фурье в блоке 13, а вычисленные фазы процесса изначения фазочастотной характеристикипоступают в блок 14 коррекции фазы, который и вычисляет искомые фазы полигармонического входного процесса,Реализация такого устройства возможна либо в виде микроконтроллера, выполненного, например, на микропроцессорномкомплекте К 1815, либо на микроЭВМ, например, семейства "Электроника" с аппаратурой связи с вибростендом и изделием встандарте КАМАК,Формула изобретенияУстройство для.вибрационных испытаний, содержащее последовательно соединенные задатчик спектральной плотности,блок умножения, блок генерации полигармонического процесса, вибростенд с установленным на нем изделием и датчикомвибрации, установленным в контрольнойточке изделия, блок деления, два блока определения дискретного преобразованияФурье, входы которых подключены соответственно к входу вибростенда и выходу датчика вибрации, а выходы подключены кблоку деления, первый выход которого подсоединен к второму входу блока умножения,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения достоверности вибрационныхиспытаний, оно снабжено последовательносоединенными анализатором закона распределения вибрации, функциональнымпреобразователем, третьим блоком опреде.ления дискретного преобразования ФурьеЗаказ 683 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 и блоком коррекции фазы, задатчиком закона распределения вибрации, вход анализа, тора законораспределения и второй вход функционального преобразователя соединены с выходом датчика вибрации, выход блока коррекции фазы подключен к второму входу блока генерации полигармонического процесса, а третий вход функциональногопреобразователя соединен с задатчиком закона распределения вибрации, а второй 5 вход блока коррекции фазы подключен квторому выходу блока деления.