Устройство для усталостных испы-таний изделий

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВЫ ЕТВЛЬСТВУ Союз Советских Социалистическиз Республик(22) Заявлено 24.05.78 (21). 2620096/25-28с присоединением заявки Иф(23) ПриоритетОпубликовано 150381. Бюллетень ИЯ 10 Р 1 М, Ь,з 6 01 й 3/36 ГосударственнмЯ комитет СССР во дедам изобретениЯ н откритиЯ(71) Заявитель Харьковский авиационный институт ДЛЯ УСТАЛОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛ(54) УСТРОЙСТ подключены ко входам блока управления.Данное устройство позволяет проводить программное нагружение иэделий по сложным знакопостоянным и энакопеременным циклам 121.Недостатком данного устройства является ограниченная точность задания циклических программ нагружения, а также то, что програмчяый узел задает только экстремальные значения (уровни ) нагрузок, но не задает закон изменения мгновенных значений. нагрузки. Поэтому Форма циклов нагружения не определена и зависит от режима работы силовозбудителя. Частота циклического нагрузения тоже не определена и заранее не задается, поскольку она зависит от уровней нагрузок на ступенях програм- мые 5 Цель изобретения - повъааение точности задания и точности определения экстремальных, средних и амплитудных значений нагружения изде,лий.Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено узлом измерения и индикации, содержащим блок вычисления амплитудных и средних Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устрой-. ,ствам для усталостных испытаний из,делий, и может быть применено в мащиностроении.Известно устройство для усталостиых испытаний изделий, содержащее силовозбудитель, элекрогидравлический распределитель питания, изме-. рители параметров нагружения,счетчики числа циклов, блок управления, задатчики программных значений нагружения (1).Недостатком устройства является сложность набора программы испыта ний и невысокая точность задания значений нагрузки.Наиболее близким к предложенному является устройство для усталостных испытаний изделий, содержащее 20 электрогидравлический распределитель питания с .элементом управления, силовозбудитель, измеритель параметра нагружения, счетно-импульсный блок, который подключен входом к измерите лю параметра нагружения и элементу управления раснределителя питания, программный узел, блок управления, выходы программного узла,а также вход и выход счетно-импульсного блока 3813192 звенья и операционный усилитель подключены ко входам сумматора, выходкоторого подключен ко входу управляющего элемента распределителя ивыходам Формирователей, входы гене-ратора, задатчиков коммутирующихзвеньев подключены к выходам блока ЗОуправления, второй выход генератораи выходы задатчиков через коммутирующие звенья и операционныйусилитель подключены ко входам блока управления. 35На фиг,1 представлена блок-схема устройства; иа фиг.2 - циклограмманагрузок; на фиг,З - блок-схема выпрямителя и ячейки памяти.устройство содержит программный 4 Оузел 1, канал 2 управления нагружением изделия 3, узел 4 измеренияи индикации. Программный узел 1включает параллельно соединенныегененатор 5 симметричных колебанийс элементами 6 и 7 настройкичастоты и амплитуды соответственно, задатчик 8 постоянного уровня нагружения и задатчик 9 скорости переходамежду уровнями, коммутирующие звенья10-13 блок 14 управления, операционный усилитель 15, счетно-импульсный блок 16, сумматор 17. Канал 2 управления содержит последовательно соединенные элемент 18 управления. распределителем 19, силовоэбуди 23 с инвертированным на выходе сигна- щлом, выпрямители 24 и 25, ключи 2629, ячейки ЗО, 31 памяти и общие дляпараллельных каналов коммутатор 32и блок 33 вычисления амплитудныхи средних значений нагружения. К вызначений нагружения, блок индикации, коммутатор и два канала максимального и минимального сигналов, каждыйиэ которых включает последовательно соединенные формирователь, выпрямитель, первый ключ, ячейку памяти, второй ключ, входы формирователей подключены к измерителю нагружения, второй выход формирователя подключен ко входу первого ключа, выходы вторых ключей подключены ко входам вычисления, выход которого подклю,чен к блокам индикации и управления,управляющие входы блоков индикации,вычисления, вторых ключей, выпрями.телей подключены через коммутаторк программному узлу, который содержит четыре коьвюутирующих звена, операционный усилитель, сумматор, и выполнен в виде параллельно соединенных генератора симметричных колебаний, задатчика постоянного уровня нагружения и задатчика скорости перехода между уровнями, выход генератора через коммутирующее звено и вы-, ходы задатчиков через коммутирующие тель 20, измеритель 21 параметра нагружения. Узел 4 измерения и инди. - . кации содержит параллельно соединенные формирователь 22, формирователь ходу блока 33 подключен блок 34 индикации. Каждый из выпрямителей 24и 25 содержит ключи 35 и 36, компаратор 37, повторитель 38.Устройство работает следующим образом.Набор программы испытаний производится заданием в блоке 14 управления величины скорости, постоянногоуровня, амплитуды, частоты и числациклов для каждой ступени нагружения. При формировании линейногоперехода ступени по командам блока14 управления коммутирующее звено11 открывается, звенья 10, 12 и 13закрываются, задатчик 9 скорости 5 начинает выдавать напряжение, соответствующее скорости Р; линейного;перехода. Операционный усилитель15 переводится в режим интегрирования и на выходе сумматора 17 появляется напряжение, линейно изменяющееся с заданной скоростью Р. Нодостижению этим напряжением заданногс постоянного уровня Р блок 14управления закрывает звено 11, открывает звенья 10 и 13 и выдает команду на задатчик 8. При этом выходное напряжение задатчика 8 соответствует постоянному уровню Ри 91ступени, операционный усилитель 15переводится в режим масштабированияи его выходное напряжение определяетвеличину указанного уровня. Одновременно по командам блока 14 управления элементы 6 и 7 настройки задаютчастоту 1; и амплитуду Рд; симметричных колебаний генератора 5. Припервом (после этого момента) переходе напряжением генератора 5 нулевогоуровня блок 14 управления открываетзвено 12, и на второй вход сумматора 17 подается напряжение, соответствующее переменной составляющейнагружения . В результате напряжение на выходе сумматора 17 определяет закон изменения мгновенных значений программы испытаний. Счетно-импульсный блок 16 осуществляет счетпо сигналам измерителя 21 числа циклов нагружения на данной ступени нагружения, счет ступеней нагружения.По достиж ию заданного числа И циклов н данной ступени блок 16 выдает с .ал в блок 14 управления для переключения на следующую ступень нагружения. Сигнал программного узла 1 сравнивается в элементе 18 с сигналом измерителя 21. Напряжение рассогласования воздействует через распределитель 19 на силовозбудитель 20.В результате силовозбудитель 20 производит программное нагружение иэделия по сложным энакопостоянным и знакопеременным циклам.Сигнал с измерителя 21 поступаетна узел 4 определяющий экстремальныесредние и амплитудные значения параметра нагружения. Переменная составляющая параметра нагружения.имеетсимметричную форму цикла, Поэтомусреднее и амплитудное. значение участка программной степени, содержащегопостоянную и переменную составляющиегможно определить по результатам измерения максимального Р,а и минималь 5ного Рзначений параметра по формулеРщакф Р ию Ргиак- РеюРЧ г А - 2 Угде Рд - амплитудное значение;Ри- среднее значение,В узле 4 индикации максимальноеи минимальное значения цикла параметра нагружения измеряются по методузапоминания экстремальных значений 5аналогового сигнала на емкостных накопителях, а вычисление среднего иамплитудного значений цикла производится по приведенным алгоритмам.Выпрямители 24 и 25 позволяют за рпомнить в емкостных ячейках 30, 31памяти максимальное и минимальноезначения цикла соответственно, Привозрастании напряжения измерителя21, по сигналу звена 12 после прохождения напряжением нулевой Фазы,коммутатор 32 открывает ключ 35 исписывает запомненное ранее на емкости С 1 максимальное значение предыщуго цикла. После окончания указанного импульса, в результате возрастания сигнала с измерителя 21,напряжение на выходе Формирователя22 становится больше напряжения наемкости С 1 . Компаратор 37 непрерывно сравнивает эти напряжения, и 35при достижении определенного значе"ния выдает разрешающее напряжениена ключи 26 и 36, открывая их. Происходит подзаряд емкости. С и емкостной ячейки 30 памяти. Когда сигнал 4 Ос измерителя 21 пройдет свое максимальное значение, компаратор 37 закрывает ключи 26 и 36В результатенапряжения на емкости С.г и на емкостной ячейке 30 памяти б."дут поддерживаться на уровне, равном запомнен"ному максимальному значению.При убывании выходного напряженияизмерителя 21 в результате аналогичного Функционирования выпрямителя25 и ключа 27 на емкостной ячейке 31запоминается инвертированное максимальное значение цикла. Следовательно, после прохождения выходным напряжением измерителя 21 своего минимального значения в обеих емкостных 55ячейках будут записаны экстремальныезначения, Поэтому возможно определение среднего и амплитудного значенийцикла, По сигналу с выхода звена 12в момент прохождения переменной сос- щтавляющей программы нулевой фазыкоммутатор 32 кратковременно.открывает ключи 28 и 29 и выдает сигналына блок 33 вычисления и блок 34индикации. По этим сигналам блок 33 производит определение в аналоговой форме выбранного значения (максималь-.ного, минимального, среднего или амплитудного, а блок 34 осуществляет егоаналогово-цифровое преобразование и индикацию для визуального контроля.Предложенное устройство увеличивает точность определения параметров нагружения и воспроизведения программ нагружения изделий.Формула изобретенияУстройство для.усталостных испытаний изделий, содержащее электро- гидравлический распределитель питания с элементом управления, силовозбудитель, измеритель параметра нагружения, счетно-импульсный блок, который подключен входом к измерителю параметра нагружения и элементу управления распределителя питания, программный узел, блок управления, выходы программного узла, а также вход и выход счетно-импульсного блока подключены ко входам блока управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точнос" ти задания и точности определения экстремальных, средних и амплитудных значений нагружения изделий, оно снабжено узлом измерения и индикации, содержащим блок вычисления амплитудных и средних значений нагружения, блок индикации, коммутатор и два канала максимального и минимального сигналов,каждый из которых включает последовательно соединенные формирователь, выпрямитель, пер-. вый ключ, ячейку памяти, второй ключ, выходы формирователей подключены к измерителю нагружения, второй выход формирователя подключен ко входу первого ключа, выходы вторых, ключей подключены ко входам блока вычисления, выход которого подключен к блокам индикации и управления, управляющие входы блоков индикации, вычисления, вторых ключей, выпрямителей .подключены через коммутатор к программному узлу, который содержит четыре коммутирующих звена, операционный усилитель, сумматор и выполнен . в виде параллельно соединенных генератора симметричных колебаний, эадатчика постоянного уровня нагружения и задатчика скорости перехода между уровнями, выход генератора через коммутирующее звено и выходы эадатчиков ,через коммутирующие звенья и операционный усилитель подключены ко входам сумматора, выход которого подключен ко входу управляющего элемента распределителя и входам формирователей, входы генератора,задатчиков, коммутирующих звеньев подключены к выходам блока управления, второй выход генератора и выходы задатчиковчерез коююутирующне звенья и операционный усилитель подключены ко входам бл(уа .управления.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Патент Франции В 2116126, кл. 6 01 й 3/Зб, 1972.2. Авторское свидетельство СССР В 349927, кл, 6 01 й 3/36, 1972 (прототип).813192 ко Составитель В. Ры ваТехред Л.пекарь Корректор О. Бил едактор М. Хо ак лиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектна 756/50 Тир ВНИИПИ Государс по делам 113035, Москва, 907 Подписное енного комитета СССР обретений и открытий -35, Раушская наб.,