Устройство для резонансных испыта-ний образцов материалов и изделий

Союз Соаетскнк Соцналнстнческнх РеспублнкОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТЗЕМСКОМУ Св ТВЛЬСТВУ 111807131(51) М. 1(д.з 22) Заявлено 0802,74 (2 ) 1996686/25-28с присоединением заявки Ио.С 01 И 7/00 Государствеккык комктет СССР ко дедам кзобретеккк к открыткй(53 Р ЪДК 620.178. .311,5 + 620, , 178.53(088.8) Дата опубликования описания 230281дддддд "ддц дд(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗОНАНСНЫХ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙИзобретение относится к исследованию прочностных. свойств материалов,а именно к устройствам для резонансных испытаний образцов материалов иизделий,Известно устройство, содержащееэлектромагнитный возбудитель колебаний и задающий генератор с самовоз"буждением 1). В устройстве используется, электро.- магнитный возбудитель колебаний, .работающий без подмагничивания. Поскольку основная частота возбуждающей силы у такого возбудителя равна Уд" военной. частоте тока возбуждения, то в цепь обратной связи задающего генератора введен перестраиваекай фильтр, пропускающий сигнал с часто" той, равной половине резонансной .частоты испытуемого образца, что обеспечивает возбуждение его резонансных колебаний. Недостатком известного устройства является невозможность. автоматичес" кой подстройки частоты возбуждения в случае изменения резонансной час)тоты испытуемого образца или иэделия в процессе испытания. Наиболе близким к изобретению.по технической сущности и достигаемому результату является устройство длярезонансных испытаний образцов материалов и изделий, содержащее усилитель мощности, подключечный к еговходу электромагнитный возбудительколебаний, цепь положительной обрат"ной связи, включающую измерительныйвибропреобразователь, частотно-избирательный усилитель и фазовращательи автоматический регулятор уровнявозбуждения2).В этом устройстве используетсяэлектромагнитный возбудитель колебаний с подмагничиванием постояннымтоком, у которого частота Возбуждающей силы равна частоте тока возбуждения, что дает возможность возбужде ния автоколебаний образца (иэделйя).Однако небольшой диапазон возбуждающи.: токов для возбудителей колебанийс подмагничиван,ем постоянным токомвесьма ограничивает возможность варьирования уровнем колебаний Образца,в особенности при автоколебательномрежиме возбуждения, когда устойчи.вость автоколебаний обеспечиваетсяв ограниченно динамическом диапазо= 30 не. Поэтому в известных устройствахне обеспечивается эффективное использование автоматических регуляторовуровня возбуждения. В этом отношении ков 4 и представляет собой индукционный преобразователь скорости угловых колебаний.Устройство работает следующим образом,Запуск устройства осуществляетсяпериодическим включением конденсатора 12 с помощьк прерывателя 13. Приэтом в частотно-избирательном усилителе 11 возникают затухающие электрические колебания с частотой 1 б,которые с помощью усилителя 17 мощности и электромагнитных возбудителей6 преобразуются в колебания .в данном случае изгибные) образца 1 наего собственной частоте. Угол поворота валиков 4 пропорционален деформации образца 1. Индукционный вибропреобразователь 7 вырабатывает .синусоидальный сигнал, пропорциональныйскорости угловых колебаний валика 4,который усиливается усилителем 8 доуровня, необходимого для работы формирователя 9 импульсов и делителя 10частоты. Импульсы с выхода формирователя 9, частота следования которыхравна собственной частоте 1, колебаний образца 1 запускают делитель10 частоты, который осуществляетделение частоты на 2 и вырабатываетсигнал П-образной форьы, который поступает на вход частотно-избирательного усилителя 11, настроенного начастоту Го первой гармоники входногосигнала (Го = ф). Выходной синусоидальный сигнал, усилителя 11 черезФазовращатель 14 и потенциометры 15и 16 поступает на вход усилителя 17 предпочтительным является использование в устройстве электромагнитного возбудителя колебаний без подмагничивания. Однако в этом случае не обеспечивается автоматическое возбуждение колебаний образца на его резонансной частбте, что снижает точность регулирования заданного уровня динамических деформаций и, следовательно, приводит к снижению достоверности результатов испытаний.Цель изобретения - повышение достоверности результатов испытаний.Эта цель достигается благодаря тому, что устройство снабжено последовательно включенными в цепь положительной обратной связи между выходом вибропреобразователя и входом частотно-избирательного усилителя20, формирователем импульсов н делителем частоты с коэффициентом деления,равным ., Кроме того, для облегчения запуска устройства при испытании образца или изделия в печи, оно снабжено р конденсатором и прерывателем, подклюмощности и таким образом цепь положительной обратной связи замыкается.Уровень возбуждения регулируется в процессе испытаний следующим образом. Проинтегрированный интегрирующим усилителем 18 сигнал вибропреобразователя 7, пропорциональный углу поворота валика 4, выпрямляется и подается на блок 20 сравнения с опорным напряжением Оо источника 21, пропорциональным заданному уровню колебаний образца. Сигнал рассогласования с выхода блока 20 сравнения усиливается по мощности и подается на реверсивный двигатель 23, перемещающий движок потеициометра 16,Выполнение устройства по автоколебательной схеме с электромагнитным ,возбудителем колебаний, не имеющим подмагничивания постоянным током,расширяет диапазон частот, в котором автоколебания устойчивы, и тем самымповышает достоверность результатовиспытания. формула изобретения 1. Устройство для резонансных испытаний образцов материалов и изделий, содержащее усилитель мощности,ченнымн параллельно нагрузке одного из каскадов частотно-избирательного усилителя.На чертеже изображена схема пред- у лагаемого устройства,Образец 1 с наклеенными на его ра- . бочей части тензорезисторами 2,расположен в электрической печи 3. Концы1 образца 1 прикреплены к валикам 4 подшин опор, к которым прикреплены также якори 5 электромагнитных возбудителей б колебаний.Устройство содержит также цепь положительной обратной связи, включающую измерительный вибропреобразователь 7, усилитель 8, формирователь 9 импульсов, делитель 10 частоты с коэфФициентом деления, равным 2, частотно-избирательный усилитель 11, парал" лельно нагрузке одного иэ каскадов 45 которого подключены конденсатор 12 и прерыватель 13, фазовращатель 14 и потенциометры 15 и 16, соответственно, ручной и автоматической регулировки, К потенциомеяру 16 подключен Я усилитель 17 мощности, выход которого соединен с возбудителями 6 колеба ний. Кроме того, в состав устройства входит автоматический регулятор уровня возбуждения, вкдючакаий подключенный к вибропреобразователю 17 интегрирующий усилитель 18, подключенный через выпрямитель 19 к первому входу блока 20 сравнения, ко второму входу которого подключен источник 21 опорного напряжения, усили тель 22 мощности и реверсивный двигатель 23, с валом которого кинематически связан движок потенциометра 16. Индукционный вибропреобразователь 7 установлен на одном из валиподключенный к его выходу электромагнитный возбудитель колебаний, цель положительной обратной связи, вклю" чающую измерительный вибропреобраэователь, частотно-избирательный усилитель и фазовращатель и автоматический регулятор уровня возбуждения, о т л и ч а ю щ е е с я .тем, что; с целью повышения достоверности ре" эультатов испытаний, оно снабжено .последовательно включенными в цепь положительной обратной связи между выходом вибропреобразователя и входом частотно-избирательного усилителя формирователем импульсов и делителем частоты с коэффициентом деления, равным 2.2. Устройство по и. 1, о, т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью облегчения его запуска при испытании образца в печи, оно снабжено конденсатором и прерывателем, подключенными параллельно нагру. ке одного из каскадов частотно-избирательного усилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 3390560,кл. 73-67.2, 1968.2, Максимов В.П., Мамулашвили Г.А.Автоматический регулятор амплитудымеханических колебаний деталей машин.33 Сб. "Вибрационная техника". М;,МДНТПнм. Дзержинского, 1967, вып. 2,с. 29-35,