Устройство для резонансных испытаний изделий

(53) УДК 620.178. .3 (088.8) Опубликовано 15.08.81. Бюллетень 30Дата опубликования описания 25.08.81 ло делам изебретеиий и открытий) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗОНАНСНЫХ ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙльнои резо быть х исй геель ли воз изИзобретение относится к испытате технике, а именно к устройствам для нансных испытаний изделий и может применено в машиностроении. Известно устройство для резонанснь пытаний изделий, содержащее задающ нератор, усилитель мощности, возбуд колебаний, аппаратуру регистрации а туды колебаний 11. Недостатком устройства является н можность определять предел усталост делия за одно измерение.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройстводля резонансных испытаний изделий, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, усилитель мощности, возбудитель колебаний, вибропреобразователь,индикатор резонанса, блок автоматическойподстройки частоты, аппаратуру регистрации 2.Недостатком устройства является невозможность определить предел усталости изделия автоматически за одно измерение.Целью изобретения является автоматизация испытаний изделий,Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком формирования сигнала, состоящим из подключенных между задающим генератором и усилителем мощности, последовательно соединенных фазовращателя и управляемого,аттенюатора, а также генератора линейно-изменяющегося напряжения и источника постоянного напряжения, выходы последних подключены ко входам аттенюатора, индикатор резонанса снабжен преобразователем частота-напряжение, вход которого подключен к выходу генератора, вторым источником постоянного напряжения, двумя блоками логарифмирования и блоком суммирования, ко входам последнего подключены выходы блоков логарифмирования, ко входу первого из них подключен выход преобразователя частота- напряжение, ко входу второго - выход второго источника постоянного напряжения, выход блока суммирования подключен к аппаратуре регистрации, блок автоматической подстройки частоты выполнен в виде параллельно включенных ограничителей, первый из них входом подключен к выходу вибропреобразователя, второй - ко входу задающего генератора, а выходами ограничители под 855417Устройство работает в двух режимах: первый - определение собственной частоты изделия; второй - автоматическое определение предела усталости в режиме резонансных колебаний.В режиме определения собственной частоты колебаний изделия на один из входов генератора 1 подается небольшое постоян 55 ключены через последовательно соединенные блок сравнения, выпрямитель и интегратор ко входу задающего генератора,На фиг, 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - график зависимости логарифма амплитуды колебаний изделия от величины Ед(1- , )Устройство содержит задающий генератора 1, усилитель 2 мощности, возбудитель 3 колебаний, блок 4 формирования сигнала, включенный между задающим генератором 1 и усилителем 2 мошности, вибропреобразователь 5, устанавливаемый на изделии (не показано), индикатор 6 сигналшум, подключенный выходом к вибропреобразователю 5, аппаратуру 7 регистрации, входом подключенную к вибропреобразова телю 5, самописец 8 двухкоординатный.Блок 4 формирования состоит из генератора 9 линейно-изменяющегося напряжения, управляемого аттенюатора 10, фазовращателя 11 и источника 12 постоянного напряжения. Источник 12, фазоврашатель 11, генератор 9 выходами подключены ко входам аттенюатора 10. Устройство содержит также преобразователь 13 частота-напряжение, подключенный к выходу генератора 1, блоки 14, 15 логарифмирования, подключаемые к 25 выходам преобразователя 13 и генератора 1 соответственно, блок 16 суммирования, входами подключенный к блокам 14, 15 логарифмирования, а выходом - (к аппаратуре 7 регистрации, преобразователь 17 экспо 30 ненциальный, входом подключенныи к выходу блока 16 суммирования, блок 18 вычитания, ограничители 19,20, блок 21 сравнения, выпрямитель 22, интегратор 23, ограничители 19, 20 входами подключены к выходам генератора 1 и вибропреобразователя 5 соответственно, выходы ограничителей 19, 20 подключены к блоку 21 сравнения, блок 21 через выпрямитель 22, интегратор 23 подключен ко входу генератора 1, второй источник 24 подлючен к выходу блока 15 логарифмирования, блок 25 логарифмирова О ния подключен к выходу блока 18 вычитания, а выходом - к самописцу 8, блок 26 логарифмирования, включенный между вибропреобразователем 5 и самописцем 8, блок 26 логарифмирования, включенный между 4 вибропреобразователем 5 и самописцем 8.Элементы 13, 14, 15, 24, 16, образуют индикатор 27 резонанса, выход которого подключен к аппаратуре 7 регистрации, образованной элементами 25, 17, 18, 8. Блок автоматической подстройки частоты включает эле менты 19, 20, 21, 22, 23. ное напряжение источника 24. Генератор 1вырабатывает синусоидальный сигнал, который через фазовращатель 11 и управляемый аттенюатор 10, на который подано постоянное напряжение источника 12, частично открываюшее его, подается на усилитель2 мощности и с него на возбудитель 3 колебаний, Варьируя в небольших пределахнапряжениями источников 12 и 24, добиваются резонанса изделия при отношении сигнала к шуму на индикаторе 6, приблизительно равного трем. Резонанс регистрируется по максимуму амплитуды колебанийизделий при фиксированном значении на выходе источника 12, В этом случае резонансная частота колебаний изделий практическисовпадает с собственной частотой колебаний.В режиме автоматического определенияпредела усталости устройство работает следующим образом.Включается генератор 9 линейно-изменяющегося напряжения, который начинаетвырабатывать периодический сигнал пилообразной формы с периодом несколько минут (1 - 5),Возрастающее напряжение начинает увеличивать коэффициент передачи управляемого аттенюатора 10, в результате чего входное и выходное напряжения усилителя 2мощности возрастают. Это приводит к увеличению амплитуды колебаний изделий ивыходу его из резонанса.Сигналы вибропреобразователя 5 и генератора 1 ограничиваются с помощью ограничителей 19 и 20, сравниваются блоком 21сравнения, получившийся в результатесравнения сигнал, детектируется выпрямителем 22, интегрируется с помощью интегратора 23 и подается на вход генератора 1,в результате чего его частота изменяется дотех пор, пока не наступит резонанс колебаний изделия. Таким образом, происходитотслеживание резонансного режима изделий с ростом амплитуды. Частота колебанийгенератора 1 преобразуется в напряжение,полученное напряжение лога рифм ируетсяи сравнивается с логарифмом постоянногонапряжения источника 24, величина которого была найдена при определении собственной частоты колебаний изделия, Полученный при этом сигнал в виде разности логарифмов экспоненцируется блоком 17, сравнивается с единицей, заданной в виде некоторого постоянного напряжения в блоке18 вычитания, логарифмируется блоком 25 иподается на один из выходов двухкоординатного самописца 8, на другой вход которого подается с вибропреобразователя 5 через блок 26 логарифмирования сигнал, пропорциональный логарифму амплитудь колебаний изделия.Результатом работы устройства являетсядиаграмма в координатах 11-,ивгде М-резонансная частота колебаний изделия;ьУ-собственная частота колебаний; а -85541 5амплитуда колебаний. Предел усталости определяется по отклонению данной зависимости от линейной (фиг. 2),Предложенное устройство для автоматического определения предела усталости позволяет за счет автоматизации измерений повысить быстродействие испытаний. Формула изобретения 5 Устройство для резонансных испытаний изделий, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, усилитель мощности, возбудитель колебаний, вибропреобразователь, индикатор резонанса, блок автоматической подстройки частоты, аппаратуру регистрации, отличающееся тем, что, с целью автоматизации испытаний, оно снабжено блоком формирования сигнала, состоящим из подключенных между задающим генератором и усилителем мошности, последовательно соединенных фазоврашателя и управляемого аттенюатора, а также генератора линейно-изменяюшегося напряжения и источника постоянного напряжения, выхо-ды последних подключены ко входам атте 7бнюатора, индикатор резонанса снабжен преобразователем частота-напряжение, входкоторого подключен к выходу генератора,вторым источником постоянного напряжения,двумя блоками логарифмирования и блоком суммирования, ко входам последнегоподключены выходы блоков логарифмирова:ния, ко входу первого из них подключен выход преобразователя частота-напряжение,ко входу второго - выход второго источника постоянного напряжения, выход блокасуммирования подключен к аппаратуре регистрации, блок автоматической подстройкичастоты выполнен в виде параллельно включенных ограничителей, первый из них входом подключен к выходу вибропреобразователя, второй - ко входу задаюшего генератора, а выходами ограничители подключенычерез последовательно соединенные блоксравнения, выпрямитель и интегратор ковходу задающего генератора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Проблемы прочности4, 1971, с. 105 108.2. Авторское свидетельство СССР634141, кл. 6 01 М 7/00, 1978 (прототип).855417 1 у//-/ тыш дактор И. Нестероваказ 6888/57ВНИИПпо13035, МФилиал ППП Составитель В. КарТехред А. Бойкас Тираж 907Государственного комит елам изобретений и от сква, Ж - 35, Раушская Патент, г, Ужгород, у Корректор М. ДемчиПодписноеета СССРрытийнаб., д. 4/5Проектная, 4 8 уа уб)