Вибростенд для испытания объектов на резонансных частотах

Союз Советских Социалистических РеспубликО П И С А Н И Е (11896848ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ополнит ьное к авт. свид-ву1,02,75 (21) 2104593/2 Заявлен 51) М. Кл, 601 М 7/О с присоедине м заявкисударственный комитетоввта Министров СССРпо делам изооретенийи открытий(71) Заявител шиносгроения АН Украинской СС Инс т пробле В НА РЕЗОНАНСН ВИБРОСТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОЧАСТОТАХ испытания тройствам в с многокои с авго режима,Известны автоколеоательцые системы для испытаний на резонансных частотах коцструкций, в которых незатухающие колебания поддерживаются за счет положительной обратной связи, по цепи которой гтостуггает энергия, компенсирующая потери энергии в системе. Оптимальные фазовые соотношения между колебаниями конструкций и импульсами силовозбудителя устанавливаются вручную фазовращателем, последовательно соединенным с полосовым фильтром. Настройка фильтра обеспечивает возбуждение автоколебаний ца выбранной одной из резонансных частот исггытуемой конструкции 1.Недостатком таких устройств является ручная настройка резонансного режима испытаний конструкций.Указанный недостаток устранен в устройствах для испытаний на вибропрочность, содержащих фазовый детектор для выдачи сигналов рассогласования фаз.Известно устройство для внбрационных испытаний на резонансных частотах, содержаИзобретение относится к области зделий ца виорации, а именно к у ля программных испытаний объект езоцансной частотной характерист оматической настройкой резонанснг щее задающии генератор, усилитель мощности, вибратор и цепь автоматической подстройки частоты генератора. Последняя состоит из вибизмерительного преобразователя, установленного на испытуемом объекте, согласующего 5 уси;штеля, фазового детектора для выдачи сигналов рассогласования фаз через усилитель на исполнительный элемент, управляющий частотой задающего генератора 2.В этом устройстве при одинаковых изменениях резонансной частоты ца нечетных и четных тонах конструкции выходное напряжение фазового детектора имеет противоположные полярности, что исключает возможность настройки резонансного режима на четных тонах конструкции, если система настроена ца испытания на нечетных тонах конструкции и наоборот.Целью настоящего изобретения являетсяавтоматическая настройка резонансного режима при программных испытаниях объектов с м цогорезонансной частотной характеристикой.Поставленная цель достигается введением О в устройство коммутатора, содержащего дваформирователя прямоугольных импульсов, из которых первый подключен к выходу согласующего усилителя, а другой - к выходу задающего генератора, фазовый ключ, ко входам которого подключены выходы формирователей, последовательно подключенные к выходу фазо60 вого ключа интегратор, фильтр и блок реверса исполнительного элемента и последовательно подключенные к выходу первого формирователя лифференцируюшую цепь, формирователь остроконечных импульсов, элемент И, второи вход которого подключен к выходу фазового ключа, и второй фильтр, к выходу которого подключен второй вход блока реверса.Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 представлена блок-схема вибростенда для испытания объектов на резонансных частотах; на фиг. 2 - временные диаграммы выходных сигналов элементов при испытаниях на нечетном тоне конструкции; на фиг. 3 - временные диаграммы выходных сигналов элементов при испытаниях на четном тоне конструкции.Вибростенд содержит задающий генератор 1, усилитель 2 мощности, вибратор 3, цепь автоподстройки ч стоты генератора, имеющую виброизмерительный преобразователь 4, установленный на испытуемом изделии, согласующий усилитель 5, фазовый детектор 6, исполнительный элемент 7, управляющий частотой задающего генератора 1, коммутатор 8. Коммутатор 8 содержит два формирователя прямоугольных импульсов 9 и 10, фазовый ключ 11, интегратор 12, два фильтра 13 и 14, дифференцирующую цепь 15, формирователь 16 остроконечных импульсов, элемент 17 И и блок 18 реверса.Генератор 1 вырабатывает электрические сигналы задаваемой частоты, которые усиливаются усилителем 2 мощности и через вибратор 3, возбуждают колебания испытуемого объекта на одной из резонансных частот объекта. С укрепленного на объекте виброизмерительного преобразователя 4 через согласующий усилитель 5 сигнал подается на фазовый детектор 6. Второй сигнал на этот детектор подается от задающего генератора 1.При уходе частоты колебаний объекта отрезонансной меняется фаза сигнала с вибропреобразователя, что приводит к появлению сигнала рассогласования фаз на входе фазового детектора 6, а на его выходе появляется сигнал той или иной полярности, который поступает па исполнительный элемент 7.Знак выходного сигнала фазового детектора 6 зависит как от направления изменения частоты испытчемого объекта от резонансной, так и от того, что на четном или нечетном тоне происходит возбуждение конструкции.При фазовом принципе стабилизации резонансного режима объектов с многорезонансной частотной характеристикой фазовый сдвиг между сигналами на входе фазового детектора определяется следующим соотношением: (2 п - 1) Л/2, (п=1, 2, 3,), где и - номер чона. Как видно из этого соотношения при испытаниях на нечетных тонах сигнал вибродатчика 4 отстает от сигнала задающего генератора 1 на Л/2 (фиг. 2 а,б), при испытаниях на четных тонах - опережает на Л/2 (фиг. 3 а,б). Это приводит к тому, что при одинаковых изменениях резонансной частоты на нечетных и четных тонах конструкции знак выходного напряжения фазового детектора на нечетном тоне будет противоположен знаку 5 10 15 и 20 25 30 35 40 50 55 выходного направления при испытаниях на четном тоне, а значит и сигнал управления на исполнительный элемент поступает противоположный при изменении тона конструкции, что исключает возможность настройки резонансного режима при программных испытаниях объектов с многорезонансными частотными характеристиками. Таким образом, при программных испытаниях многорезонансных объектов при переходе с одного тона на другой необходимо автоматически изменять направление отработки частоты исполнительным элементом 7,Это достигается введением коммутатора 8, на два входа которого подаются сигнал задающего генератора 1 и через согласующий усилитель 5 сигнал виброизмерительного преобразователя 4.Синусоидальные сигналы, преобразованные в прямоугольные формирователями 9 и 1 О (фиг. 2 в,г и фиг. 3 в, г) поступают на входы фа зового ключа 11.На выходе фазового ключа 41 сигнал появляется только в интервалах совпадения выходных импульсов формирователей 9 и 10 (фиг. 2 д и Зд)Выходной сигнал фазового ключа 11 преобразуется интегратором 12 и фильтром 13 в напряжение управления и подается на первый вход блока 18 реверса, выполненного на основе транзисторного реверсивного релейного усилителя.На второй вход блока 18. реверса сигнал управления поступает при: совпадении в элементе 17 И выходного сигнала фазового ключа 11 и сигнала, сформированного дифференциальной цепью 15 и формирователем 16.При резонансных испытаниях на четном тоне конструкции выходной сигнал формирователя 16 (фиг. 3 ж) не совпадает по времени с выходным ойгналом фазового ключа (фиг. Зд). Сигнал управления поступает только на первый вход блока 18 реверса и реверсивный релейный усилитель блока .18 реверсанаходится в исходном состоянии.При резонансных испытаниях на нечетном тоне конструкции выходной сигнал формирователя 16 (фиг. 2 ж) совпадает по времени с выходным сигналом фазового ключа (фиг. 2 д) и на второй вход блока реверса через фильтр 14 поступает сигнал управления, который переводит реверсивный релейный усилитель блока 18 реверса в другое устойчивое состояние и блок реверса 18 выдает на исполнительный элемент 7 сигнал управления, который изменяет полярность входного сигнала исполнительного элемента.Наличие коммутатора позволяет проводить программные испытания объектов на четных и нечетных тонах конструкции и автоматизировать настройку резонансного режима объектов с многорезонансной частотной характеристикой, сократить время на подготовку и проведение виброиспытаний натурных конструкций и повысить достоверность результатов испытаний. формула изобретенияВибростенд для испытания объектов на резонансных частотах, содержащий последова 596848тельно включенные задающий генератор, усилитель мощности, вибратор и цепь автоподстройки частоты генератора, имеющую последовательно включенные виброизмерительный преобразователь, согласующий усилитель, фазовый детектор, второй вход которого подключен к выходу задающего генератора, и исполнительный элемент, отличающийся тем, что, с целью автоматической настройки резонансного режима при программных испытаниях объектов с многорезонансной частотной характеристикой, он снабжен коммутатором, содержащим два формирователя прямоугольных импульсов, из которых первый подключен к выходу согласующего усилителя, а второй - к выходу заающего генератора, фазовый ключ, ко входам которого подключены выходы формирователей, последовательно подключенные к выходу фазового ключа интегратор, фильтр и блок реверса исполнительного элемента и последовательно подключенные к выходу первого формирователя дифференцирующую цепь, форми рователь остроконечных импульсов, элемент И)второй вход которого подключен к выходу фазового ключа, и второй фильтр, к выходу которого подключен второй вход блока реверса.Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе:1. Вибрационная техника. Материалы семинара, М., Московский дом научно-технической пропаганды, 1974, с. 169 в 1,2. Авторское свидетельство СССР248306,15 кл. б О М 7/00, 1969.596848 Чещньй )пан Нечетный лая а) а) ж) Риг. Составитель В. ШТех ред О. Лу го в а яТираж 1012 ИИПИ Государственного к по дела и зобр3035, Москва, ЖФилиал Г 1 ПП Патент, д. 4 Яоектная Редактор Т. АвдеичЗаказ 111214 мнтет тенийРа 1 Уж тер Корректор Л. Гриценко Подписное Совета Мнннсн открытийнская наброд, ул. Пр