Устройство для определения повреждаемости изделий при транспортировке

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИЯЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(61) Дополнительное к авт. свид-еу(22) Заявлено 22. 07. 81(21) 3329344/18-24 ДЕИЗМ.Кп з С 06 6 7/52 с присоединением заявки ЙоГосударственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088. 8) Опубликовано 23.12.82.Бюллетень Мо 47 Дата опубликования описания 231232 С. В. Архангельский, В. И. Крайнов, Ю.И. Щафор .А. А. Соловьев, В. В. Исаев и В. М. Роьайй 614 фЩрЦ 1 ЫХЕЯЯ;-:ХИНфяя 4 1 ьинфипйА(72) Авторыизобретения 71) Заявитель ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВРЕЯДАЕМОСЙ ПРИ ИХ ТРАНСПОРТИРОВКЕ 54 УСТРОЙСТВ но же. на транспортируемывоздействуют более сложны нагружения произвольног Реал иэделия процесс вида. Изобре ке и вычи но к устр реальном ческих ха процесса,т номного автоматического статистического анализа повреждаемости иэделий пр портировке.Известно устройство дл ния величины усталостной ти изделий при их трансп 10 определеовреждаемостировке 1Гп 1 спС),уда нагружения;ство циклов нагрус амплитудой а;ство уровней ампли где ение относится к автоматислительной технике, а именйствам для определения в асштабе времени статистиактеристиктехнологического и предназначено для автоконтроля иусталостнойи их трансНедостатками этого устройства являются ограниченные функциональные возможности по определению характеристик усталостной повреждаемости изделий при транспортировке (невозможность определения, например, ин.тенсивности усталостиой повреждаемости, полученной иэделием в данный момент времени);,а также низкая точность определейия величины Я(й ) покааателя усталостной повреждаемости иэделий из-за того, что устройство может работать только с определенным типом воздействия на изделие - синусоидального воздействия с медленно меняющимися параметрами синусоиды. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, предназначенное для работы с произвольным типом воздействия на изделие.Метод, заложенный в конструкцию известного устройства, основан на много горитмическом цикле испол мулы кратном в ал ьэовании фор а(ц:в=1е - показатель степени и носназвание "Метод полных циклов"2 .Недостатками известного устройства являются ограниченные функциональные возможности по определению характеристик усталостной повреждаемости изделий (интенсивности повреж даемости, т,е, повреждаемости, вносимой напряжениями на транспортиру983726 мых изделиях в данный момент времени), низкая точность определения ве" личины усталостной повреждаемости для возмущения процессов, действующих на транспортируемые изделия, занимающие широкие полосы частот, и сложность конструкции.Целью изобретения является расшивние Функциональных возможностей устройства за счет определения интенсивности усталостной повреждаемости транспортируемых изделий, увеличв ния точности определения величины усталостной повреждаемости и упрощения конструкции.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее группу блоков возведения в степень и сумматор напряжений, введены группа масштабирующих усилителвй, интегратор и анализатор спектра частот, вход которого является входом устройства, а выходы подключены соответственно к входам блоков возведения в, степень группы, выходы которых через соответствующие масштабирующие усилители группы соединены соответственно с входами сумматора напряжений, выход которого подключен к входу интегратора, выходы интегратора и сумматора напряжений являются соответственно первым и вторым выходами устройства. 20 25 30 ется по формуле ЬОИ 2 4- сФ г Юга), (и 1г:1 лия, обычно 2 с в 17.40 Показатель Я(С) характеризуетсяграфиком (фиг. 4), где по оси абсциссотложены значения амплитуд а(г1, 2,Ь), по оси ординат. - количество п(С) циклов нагружения ам плитудой а г за время С При этомЩС) пропорционально площади заштрихованной фигуры. Причем чем меньшезначение принимает величина Я(С) завсе время С транспортировки изделия,тем меньше число повреждений, приво дящих к окончательной поломке, былонакоплено на данном транспортируемомизделии и, следовательно, твм мень 55 60 Понятие усталостной повреждаемости изделий при их транспортировкеопределяется следующим образом.Напряжения, появляющиеся на изделиях под действием ускорений Ъ (С ),возникающие в процессе их транспортировок различными видами транспорта,в большинстве случаев переменны вовремени и являются, в общем случае,случайными функциями времени.Переменные напряжения на транспортируемых изделиях вызывают в материалах данных изделий процессы постепенного накопления повреждений, при:водящие к образованию трещин, их развитию и окончательному повреждениюиэделия, Эти процессы условно называются усталостью, а соответствующиеразрушения - усталостными,Пусть Функция ускорений (нагружений) ЦС) имеет вид синусоидального сигнала с относительно медленно из- . меняющимися амплитудой а(С), частотой м (С) и Фазой, М(С, т.е,Ъ(С) - а(С) з 1 п(йС) С + Ч(С)Огибающую а (С) назовем амплитудой нагружений. Пусть максимально возможное значение амплитуды нагружений равно м, . Диапазон значений амплитуды разобьем на Ь одинаковых участ ков, размер которых равен - Юян пронумеруем эти участки, т-ым участком будем называть участок т скамплитуды и обозначим 4; . Через И(С) обозначим количество периодов синусоиды, приходящееся на 10 те промежутки времени, когда амплитуда а(С) удовлетворяет неравенстваас а(С) . а,На Фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - вариант выполнения анализатора спектра частот, на фиг. 3-5 - временйые диаграммы, поясняющие принцип работы устройства.Устройство содержит анализатор 1 спектра частот, группу блоков 2 возведения в степень, группу масштабирующих усилителей 3, сумматор 4 напряжений, интегратор 5.Анализатор спектра. частот можетбыть выполнен по любому иэ,известных.алгоритмов построения параллельныханализаторов. В качестве примера нафиг. 2 приведена схема анализатора,содержащая полосовые Фильтры б, квадратичные детекторы 7 и усреднители 8. Показатель усталостной поврвждаемости Я(С) для этих условий вычисля где в - показатель степени, значенивкоторого устанавливается исходя изсвойств материала и конструкции иэдешей повреждаемостью будет обладать изделие после его транспортировки,Покажем, что данное техническое решение позволяет существенно расширить функциональные возможности устройства по определению характеристик усталостной повреждаемости изделий при их транспортировке, а именно поз" воляет определять интенсивность усталостной повреждавмости транспортируемого изделия, увеличить точность,определения величины усталостной пов 65 реждаемости для произвольных процес 983726Масштабирующие усилители 3 осуществляют умножение сигналов с выходов блоков возведения в степень на постоянные коэффициенты, пропорциональные частоте Е (8). На выходе сумматора 4, являющегося первым вы 5 ходом предлагаемого устройства, формируется величина п(С) (8) интенсивности усталос 1 ной повреждаемости.На выходе интегратора 5, являющегося вторым выходом устройства, вы числяется величина усталостной повреждаемости Я(С) транспортируемых изделий в момент времениТаким образом, устрОйство обладает широкими функциональными возможнос тями по определению характеристик процессов транспортировок грузов, поскольку позволяет определять интенсивность усталостной повреждаемости в данный момент времени и величины усталостной повреждаемости эа все время транспортировки изделий, а также высокой точностью определения характеристик усталостной повреждаемоЧ- тИ иэделий при транспортировке, не щ зависящей от величины полосы спектра возмущающих воздействий, поскольку более широкополосный сигнал разлагается на простые модуляционные процессы. Кроме того,предлагаемое устройство отличается простотой конструкции, поскольку в нем отсутствуют логически сложные блоки.Использование устройства для сбора статистики. Усталостиых повреждений при транспортировках позволит правильно рассчитать минимальный запас прочности у перевозимых изделий, необходимый на их транспортировку по заданному маршруту, что в свою очередь позволит существенно снизить стоимость изделия в целом, так как усложнение конструкции изделия, с целью увеличения запаса по прочности, прямо влияет на величину стойкости последнего. Устрой ство позволит также увеличить степень неповреждаемости иэделий во время транспортировки благодаря предварительной выдаче рекомендаций по условиям их перевозок (методы крепления изделий в вагоне, или платформе, выдерживание скорости на отдельных участках и т.д,) по каждому из маршрутов на бсновании полученных из устройства статистических данных, а также благодаря оперативной выдаче предупреждающих сигналов машинисту, ведущему состав (последнее - при условии наличия канала связи с машинистом).формула изобретенияУстройство для определения повреждаемости изделий при их транспортировке, содержащее группу блоков возведения в степень и сумматор напряжений, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения функциональных воэможностей эа счет определенияинтенсивности усталостной повреждаемости транспортируемых изделий,увеличения точности и упрощения конструкции, оно дополнительно содержитгруппу масштабирующих усилителей,интегратор и анализатор спектра частот, вход которого является входомустройства, а выходы подключены соответственно к входам. блоков возведенияв степень группы, выходы которыхчерез соответствующие масштабирующиеусилители группы соединены соответственно с входами сумматора напряжений, выход которого подключен к входу интегратора, выходы интегратораи сумматора напряжений являются .соответственно первым и вторым выходами устройства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Наумов В, А. Основы надежностии долговечности в машиностроении.Омск, 1972, с. 133-151.2. Когаев В. П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменныхво времени. М , "Машиностроение",1977, с. 137-139 (прототип).кало орректор О. Бил одпис каз 9927/59 ВНИИ по 113035Тираж 731 ПГосударственного комитета СССРлам изобретений и открытийосква, Ж, Раушская иаб., д. 4/5 П фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4