Устройство для управления циклическим нагружением при прочностных испытаниях

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсникСоциапнстнчесинкРеспублик 1 и 943758(51)М. Кл,с присоелинением заявки Рй О 06 6 7/26 3 ЪауднрстеанныИ квинтет СССР нф делен нэебретеннй н открытнй(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЦИКЛИЧЕСКИМ НАГРУЖЕНИЕМ ПРИ ПРОЧНОСТНЫХ ИСПЫТАНИЯХ 1Изобретение относится к областиавтоматики и измерительной техникии предназначено для использованияпреимущественно в системах для прочностных усталостных испытаний ави 5ационных конструкций, Оно может бытьиспользовано также в различных областях экспериментальной техники, гдеиспытываемый объект подвергаетсяциклическому воздействию по какому" 1 олибо механическому параметру сила,давление, деформация, перемещение,скорость, ускорение и т.д.) по заданной программе испытаний.Известно устройство для управпе" 15ния циклическим нагружением при проч"ностных испытаниях 1 .Недостатком этого устройствб является зависимость точности воспроизведения фактических экстремальных 2 взначений параметра нагружения от динамических характеристик следуоцейсистемы, что снижает его точностьи надежность,2Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является устройство для управления циклическим нагружением при прочностных ис" пытаниях, содержащее программный задатчик, датчик нагрузки, подключенный к входу устройства, и включенные последовательно интерполятор и следящий исполнительный блок, соединенный с выходом устройства 2.Недостатком такого устройства является невысокая точность, обусловленная зависимостью экстремальных значений воспроизводимого параметра нагружения, например силы от динамических характеристик следящей системы.Слядящая система осуществляет нагружение испытываемой конструкции в соответствии с величиной управляющего сигнала. Однако вследствие инерционности следящей системы возникают ошибки воспроиЪведения экстремальных значений нагрузки и фазовое запазды)дИ ю) у В=1 15 20 ЭО 40 45 50 55 3 94375 вание при воспроизведении заданногозакона нагружения, Зти ошибки возрастают с увеличением частоты нагружения. При ресурсных испытаниях достоверность результатов испытаний определяется точностью воспроизведенияэкстремальных значений нагрузки накаждой ступени программы и не зависит от отставания по фазе, С цельюповышения точности ограничивают частоту нагружения или повышают быстродействие следящей системы. Уменьшение частоты нагружения приводит кувеличению продолжительности испытаний. В ряде случаев испытание необходимо проводить в сбласти высокихчастот для определения динамическиххарактеристик испытываемой конструк-ции, где не обеспечивается заданнаяточность нагружения. Быстродействие следящей системы ограничено техническими возможностями. Современные быстродействуоцие электрогидравлицескиеследящие системы обеспечивают точность воспроизведения экстремальных значений нагрузки 1 в диапазонечастот не выше 2-3 Гц.Цель изобретения - повышение точности.и надежности устройства привоспроизведении экстремальных значений параметра нагружения и расширения частотного диапазона при программных циклических испытаниях конструкций пУтем обеспечения независимоститочности воспроизведения от динамических характеристик следящей системы. Поставленная цель достигается тем,что в устройство для управленияциклическим нагружением при прочностных испытаниях, содержащее программный задатчик, датчик нагрузки,подключенный к входу устройства, и включенные последовательно интерполятор и следящий исполнительный блок,соединенный с выходом устройствавведены блок определения экстремумаи две параллельные цепи, каждая изкоторых состоит иэ вклюценных последовательно компаратора, накопителя исумматора, подключенного выходом ксоответствующему входу интерполятора, причем первые входы компараторов соединены с другими входами соответствующих сумматоров и подключены к первым выходам программного задатчика, второй выход которого соединен с другими входами обоих накопителей, а выход датцика нагрузки подключен 8 ачерез блок определения экстремума к вторым входам компараторов.При этом максимальные и минимальные значения управляющего сигнала на входе в следящую систему формируются по следующей зависимости: где Я - соответствуоцее экстремальное значение управляоцегосигналаХи - задаваемое на каждой ступенипрограммы экстремальноезначение параметра нагружения;У, - фактическое экстремальноезначение параметра нагружения, измеренное вв-ом цикле.ступени программы.При переходе к новой ступени программы производят сброс суммы разностей, определенных в циклах предыдущей ступени,На фиг. 1 представлена блок-схемаустройства; на Фиг. 2 - графики изменения управляющего сигнала при переходе с одной ступени на другую приспособе автоматического управления,реализуемом известным ( а ) и описываемым (б) устройствами.Устройство содержит программныйзадатчик (блок задания ступенейнагружения ) 1, имеющий три выхода:выходы максимального (Хи минимального ХЛ,Ъ,;) значений ступенинагружения й выход сигнала окончания ступени. Выходы экстремальныхзначений ступени блока 1 подключенысоответственно к входам параллельных цепей коррекции максимумов иминимумов, состоящих соответственно из последовательно соединенныхкомпаратора блока сравнения) 2 максимумов, накопителя 3 разности мак"симумов и сумматора 4, последовательно .соединенных компаратора (блока сравнения) 5 минимумов, накопите"ля б разности минимумов и сумматора 7.Выходы максимального и минимального значений ступени блока заданияступени нагружения 1 подключены квторым входам сумматоров 4 и 7 соответствующих цепей коррекции максиму"мов и минимумов, а выход окончанияступени блока 1 подключен к управляемому входу сброса накопителей913758 10 7 испытаниях, содержащее программныйзадатчик, датчик нагрузки, подключенный к входу устройства, и включенныепоследовательно интерполятор и следящий исполнительный блок, соеди- зненный с выходом устройства, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежностиустройства, оно содержит блок определения экстремума и две параллельные 10цепи, каждая из которых состоит извключенных последовательно компаратора, накопителя и сумматора, подключенного выходом к соответствукщему входу интерполятора, причем первые входы компараторов соединены сдругими входами соответствующих сумматоров и подключены к первым вы"ходам программного задатчика, второйвыход которого соединен с другимивходами обоих накопителей, а выходдатчика нагрузки подключен черезблок определения экстремума к вторымвходам компараторов. Источники информацю,принятые во внимание при экспертизе1. Литвак В.И. Автоматизация усталостных испытаний натурных конструкций. И., "Иащиностроение", 1972,с. 102-120.2, Авторское свидетельство СССР395298, кл. 6 06 6 7/26, 1972.2 ставитель С.Хлебнико хред И. Рейвес рректор М,Шарощи дактор Л.В каз 51 5 ская Тираж 73 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5ал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,а