Устройство для виброиспытаний

ОЮЭ СНИХИЧЕСНИХ РЕСПУ ю 40 01 АРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ГО ОБРЕТЕНИЯ ОПИСА АВТОРСНО 8 юл,В 4 инстит М.К.Ян А.И.Х(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИВРОИСТБТАНИЙ(57) Изобретение относится к испытательной технике и может применятьсяпри ускоренных виброиспытаниях механических издели 6. С целью повышенияпроизводительности испытаний за счетиспользования алгоритма выбора фазового сдвига, учитывающего ортогональность собственных форм колебаний механической системы с распределеннымипараметрами, в устройство, содержащеегенератор 1, сопровождающий фильтр144 1222 2, самописец 4, усилитель 5 мощности, вибратлр 6, вибропреобразователь7, изделие 9, согласующий усилительО, фазовый детектор 11, детектор 12абсолютной величины, интерполятор 13,дифференциатор 14, нуль-детектор 15,счетчик 16, согласующий усилитель 17,введены сопровождающие фильтры 3.13,И, вибропреобразователи 8,1-8,И,вычислительные блоки 18,1-1 ф,Б, содержащие аналоговые перемножители Изобретение относится к .испытательной технике и может применятьсяпри ускоренных виброиспытаниях механических изделий,5Цель изобретения - повышение производительности испытаний за счет исполвзования алгоритма выбора фазовогосдвига (, учитывающего ортогональность собственных Форм колебаний меха.10нической системы с распределеннымипараметрами.На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2(а-д) - частотныедиаграммы его работы; на фиг. 3 -15переходная характеристика фазового де,тектора. УстРойство содержит генератор 1, сопровождающий фильтр 2, сопровож дающие фильтры 3.1-.З.Я, самописец 4, усилитель 5 мощности, вибратор 6, вибропреобразователь 7, вибропреобраэователи 8.1-8,И, изделие 9, согласующий усилитель 1 О, фазовый детектор 11, детектор 12 абсолютной величины, интерполятор 13, дифференциатор 14, нуль-детектор 15, счетчик 16, согласующий усилитель 17, вычислительные блоки 8.1-18,И, в состав которых 30 входят аналоговые перемножители 19.1- 19.И, аналоговые коммутаторы 20,1 - 20,Б, многоканальные регулируемые делители 21.1-2.И. Устройство также содержит И-входовые суммирующие уси лители 22, 23, источник 24 опорного напряжения, Выход генератора 1 через усилитель 5 мощности подключен к входу вибратора 6, на выходе которого 19,1-19.И, аналоговые коммутаторы20,1-20,И, многоканальные регулируемые делители 21,1-21,И, также введены И-входовые суммирующие усилители22, 23, источник 24 опорного нгпряжения, Введенные блоки обеспечиваютвозможность выбора фазового сдвигапо алгоритму, обеспечивающему оптимальный набор резонансных частот, накоторых проводятся испытания, с минимальными затратами времени, 3 ил,установлен вибропреобраэователь ,выход которого через согласующий усилитель 10 подключен к входу сопровождающего фильтра 2. Каждый вычислительный блок 18.1-1 8,5 содержит многоканальньй регулируемый делитель21.1-21.Б, выходы которого подключены к сигнальным входам аналоговогокоммутатора 20.1-20,Б, выход которого подключен к входу аналогового перемножителя 19,1-19,И,Устройство работает следующим образом.Электрический сигнал с выхода генератора 1 после усилителя 5 мощности преобразуется вибратором 6 в механические колебания, амплитуда которыхстабилизируется цепью компрессии, образованной вибропреобраэователем 7,установленном на выходе вибратора 6,согласующим усилителем 10, фильтром2, информационный выход которого подключен к входу блока компрессии генератора 1. Сопровождающий фильтр 2 сцелью селекции основной частоты вибрации управляется от генератора 1, всвязи с чем его управляющий вход соединен с выходом блока развертки частоты генератора 1. Установленные наизделии 9 вибропреобразователи 8,18,И вырабатывают электрические сигналы, пропорциональные величине откликаизделия 9 на приложенное.со сторонывибратора 6 воздействие, которые после усилителей 17,1-1,М подаются навходы сопровождающих Фильтров 3.1-3.Буправляющие входы которых объединеныс аналогияным входом фильтра 2.1441222Для получения закона управления на выходе коммутатора 20, являющемся разверткой частоты генератора 1 ис- сигнальным выходом вычислительного пользуется следующее исходное уравне- блока 1 8, формируется напряжение,соние следующее из теоремы о раэложе- ответствующее значению одного слагаеУ 5нии установившихся вынужденных коле- мого функции у (С).баний по собственным Формам: Периодическая функция у (С) форн М мируется на выходе первого суммирую; ЯСх;,с)2(х ) егорос+(и)1 Е 2 Уе СК, щего усилителя 23, ехолы которого е 1 1 с(10 соединены с сигнальными выходами соотгДе (хрС) - виброперемещение исПытУ- ветственно всех вйчислительных блоковемого изделия в точке К; 18, Искомый фазовый сдвиг ср(а) выЫ),(Ы) - функции, отражающие дина- рабатывается фазовым детектором 11,мические свойства изде- сигнальные входы которого подключенылия на соответствующих 15 к единичному выходу фильтра 2 и выхособственных формах коле- ду суммирующего усилителя 21, Послебаний; преобразования к однополярному видуИ (К) - Фазовый сдвиг вынужден- детектором 12 абсолютной величиныных колебаний по Х-й сигнал управления поступает на в;:одФорме по отношению к 20 интерполятора 13, служащего длявибровоздействию. "сглаживания" скачков напряжения приИз уравнения следует, что Фазовый переходе к новой собственной Форме. и сдвиг я 1 Ъ) между вынужденными коле- далее на вход управления скоростью баниями на 1-й собственной форме ис- развертки частоты генератора 1. При пытуемого изделия 9 и воздействием 25 д (ю)90 развертка частоты генератона частоте И равен фазовому сдвигу ра 1 происходит с некоторой скоро- между некоторой периодической функ- )стью, пропорциональной величине Фаэоцией времени )вого сдвига р(У), т,е, скоростью макН симальнои, если с 1) (а)-у 0 или сру(ст)-руе (С)= М(х;,С)у (х ) 30 -180 (по переходой характеристикефазового детектора 11, Фиг. 3), и прои воздействием на частоте О . исходит полная остановка раэвер-киОДля формирования сигналов у(С) частоты генератора 1, если Ц(Ф=90 для И собственных форм колебаний изделия, проявляющихся в диапазоне ча- С информационных выходов Фильтров стот испытаний или же заданных для 3 снимаются напряжения, пропорциональиспытания, в устройстве используется ные амплитудам откликов изделия 9, к источник 24 опорного напряжения, сое- которые регистрируются многоканальным диненный с входами вычислительных самописцем 4, а также подаются на блоков 18. Собственные Формы д (х) 4 О соответствующие входы второго.суммимогу: быть вычислены теоретически или рующего усилителя 22, выход которого же предварительно измерены путем ис- соединен с входом дифференциатора 14. пытания макета, так как они не зави- После окончания переходных процессов, сят от размеров изделия и уровня,воз- что свидетельствует об установлении действия, а определяются только фор амплитуды вынужденных колебаний на мой изделия, граничными условиями, , соответствующей 1-й собственной фор.распределением массы и жесткости, Не- ме, на выходе дифференциатора 14 пообходимое значение напряжения, соот- является нуль, по которому нуль-деветствующее 1-й форме а (х) в каждом тектор 15 вырабатывает импульс, пере- вычислительном. блоке 18, посредством 5 О водящий счетчик 16 в новое состояние, коммутатора 20, управляемого счетчи- соответствующее следующей (1+1)-й ком 1 б, задает код номера формы, по собственной Форме, Новый код формы которой производится управление, по- на выходе счетчика 1 б переключает все дается на вход аналогового перемножи- аналоговые коммутаторы 20 в М вычистеля 19, на другой вход которого по лительных блоках 18, подключающих к дается напряжение, пропорциональное входу соответствующих перемножителей отклику иэделия в х-й контролируемой 19 новые 1+1 регулируемых деталей 21, точке с единичного выхода соответ- . что приводит к появлению на выходе ствующего сопровождающего фильтра 3, первого суммирующего усилителя 23новой функции у (1), Фазовый детектор 11 на выходе вырабатывает сигнал, соответствующий фазовому сдвигу, близкому к нулю, который после детек 5 тора абсолютной величины 12 и интер.палятора 13 подается на генератор 1 и обеспечивает управление разверткой частоты по (1+1)-й форме.10Формула изобретения Устройство для виброиспытаний, содержащее генератор, усилитель мощности, вибратор, испытуемое изделие, интерпалятор,детектор абсолютной величины, фазовый детектор, нуль-детектор, счетчик, самописец, основной вибропреобразователь, согласующий усилитель, сопровождающий фильтр, И дополнительных вибропреобразователей, К дополнительных согласующих усилителей, Б аналоговых коммутаторов, основной вибропреобразователь предназначен для установки на подвижной час ти вибратора, дополнительные вибропреобразователи предназначены для установки на испытуемом изделии, сигнальный выход генератора через последовательно соединенные усилитель мощности, вибратор, основной вибропреобразователь и согласующий усилитель подключены,к сигнальному входу сопровождающего фильтра, первый выход которого подключен к первому управляющему входу генератора, второй выход сопровождающего фильтра подключен к первому входу фазового детектора, выход кохорого через последовательно соединенные детектор абсолютной величины и интерполятор подключен к второму управляющему входу генератора, первый и второй управляющие выходы генератора подключены к управляющим входам соответственно самописца и сопровождающего фильтра, выход каждого из Б дополнительных вибрапреоб разователей подключен к входу соответствующего дополнительного согласующего усилителя, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьппения производительности испытаний В него введены два И- входовых суммирующих усилителя, дифференциатор, ис" точник опорного напряжения, Б дополнительных сопровождающих фильтров, Б аналоговых перемножителей и Б многоканальных регулируемых делителей напряжения, выход детектора абсолютной величины подключен к входу интерполятора, выходы первого и второго суммирующих усилителей подключены соот" ветственно к второму входу Фазового детектора и входу дифференциатара, выход которого через нуль-детектор подключен к входу счетчика, выходы которого подкяочены к управляющим входам каждого аналогового коммутатора, выход каждого дополнительного согласующего усилителя подключен к сигнальному входу соответствующего дополнительного сопровождающего фильтра, сигнальный выход которого подключен к перзаму входу соответствующего аналогового перемножителя, выход которого поключеи к соответствующему входу первого суммируюпего усилителя, выход источника опорного напряжения подключен к входам многоканальных регулируемых делителей, выходы каждого из которых подслючены к группе сигнальных входов соответствующего айалогового коммутатора, выход которого подключен к второму входу соответствующего анапогового перемножителя, второй управляющий выход генератора подключен к управляюпПщ входам дополнительных сопровождающих фильтров, управляющий выход каждого дополнительного сопровождающего Фильтра подключен к соответствующему входу второго суммирующего усилителя и соответству"- ющему управляющему входу самописца.