устройство для испытания изделий на вибропрочность
Классы МПК: | G01M7/02 испытания на вибрацию |
Автор(ы): | Лавринович С.Б., Сурин В.М., Назаренко В.Г., Михалев Б.С. |
Патентообладатель(и): | Минский радиотехнический институт |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-01-08 публикация патента:
15.09.1994 |
Сущность: устройство содержит аппаратуру 1 для формирования спектра случайного вибропроцесса, подключенный к ней вибростенд 2 с приспособлением 3 для закрепления испытуемого изделия 4, устанавливаемые на изделии тензодатчики 5, тензоизмерительную аппаратуру 6 и подключенный к выходу последней блок 8 измерения параметров, определяющих структуру вибропроцесса. Измеряемыми параметрами являются число экстремумов и число пересечений среднего уровня (число "нулей"). Блок 8 включает входной фильтр 9, подключенный к его выходу дифференциатор 10, два нуль - органа 11 и 12, сигнальный вход первого из которых подключен к выходу фильтра, а второго - к выходу дифференциатора, счетчики 13 и 14, подключенные к выходам нуль - органов 11 и 12 соответственно, и таймер 15, подключенный к управляющим входам нуль - органов. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИЗДЕЛИЙ НА ВИБРОПРОЧНОСТЬ, содержащее аппаратуру для формирования спектра случайного вибропроцесса, подключенный к ней вибростенд с установленным на его столе приспособлением для закрепления испытуемого изделия, устанавливаемые на изделии тензодатчики, подключенные к входу тензоизмерительной аппаратуры, и подключенный к выходу последней блок измерения параметров, определяющих структуру вибропроцесса, отличающееся тем, что упомянутый блок включает входной фильтр низкой частоты, подключенный к его выходу дифференциатор, два нуль-органа, сигнальный вход одного из которых подключен к выходу входного фильтра, а другого - к выходу дифференциатора, счетчики, подключенные к выходами нуль-органов, и таймер, выход которого подключен к управляющим входам нуль-органов.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к механическим испытаниям изделий, в частности к устройствам для испытаний на вибропрочность при воздействии широкополосных случайных вибраций. При воздействии широкополосных случайных вибраций на испытуемое изделие энергия колебаний последнего распределена в некоторой полосе частот и процесс деформаций имеет сложную структуру, т.е. закон изменения такой нагрузки имеет вид не правильных циклов, когда каждому экстремуму нагрузки соответствует одно пересечение нагрузкой своего среднего уровня (пример - синусоидальный закон изменения нагрузки), а вид разночастотных циклов с различными амплитудами наложенных друг на друга. Для таких процессов нагружения усталостная долговечность испытуемого изделия при одинаковых уровнях нагрузки зависит от ее структуры. Уровень случайных воздействий характеризуется средним квадратическим значением <![устройство для испытания изделий на вибропрочность, патент № 2019800](/images/patents/454/2019043/963.gif)
![устройство для испытания изделий на вибропрочность, патент № 2019800](/images/patents/454/2019018/957.gif)
![устройство для испытания изделий на вибропрочность, патент № 2019800](/images/patents/454/2019043/963.gif)
![устройство для испытания изделий на вибропрочность, патент № 2019800](/images/patents/454/2019018/957.gif)
![устройство для испытания изделий на вибропрочность, патент № 2019800](/images/patents/454/2019018/957.gif)
![устройство для испытания изделий на вибропрочность, патент № 2019800](/images/patents/454/2019018/957.gif)
![устройство для испытания изделий на вибропрочность, патент № 2019800](/images/patents/454/2019800/2019800-2t.gif)
(1) где nо - число пересечений нагрузкой своего среднего уровня, число "нулей";
nэ - число экстремумов нагрузки. Результаты испытаний на вибропрочность при широкополосных случайных вибрациях используются для построения математических моделей усталостной долговечности изделий как функции параметров случайной нагрузки - <
![устройство для испытания изделий на вибропрочность, патент № 2019800](/images/patents/454/2019043/963.gif)
![устройство для испытания изделий на вибропрочность, патент № 2019800](/images/patents/454/2019018/957.gif)
![устройство для испытания изделий на вибропрочность, патент № 2019800](/images/patents/454/2019018/957.gif)
![устройство для испытания изделий на вибропрочность, патент № 2019800](/images/patents/454/2019018/957.gif)
![устройство для испытания изделий на вибропрочность, патент № 2019800](/images/patents/454/2019011/916.gif)
![устройство для испытания изделий на вибропрочность, патент № 2019800](/images/patents/454/2019800/2019800-3t.gif)
(2) где fmax - верхняя граница частотного диапазона случайных вибраций. Сущность изобретения заключается в том, что выделение экстремумов и "нулей" процесса нагружения осуществляется без преобразования его в коды и последующей обработки. Устройство реализует выделение и подсчет экстремумов и "нулей" непосредственно в ходе испытаний в течение заданного периода времени. Устройство показано на чертеже и содержит аппаратуру для формирования спектра случайного вибропроцесса 1, вибростенд 2, приспособление 3 для закрепления испытуемого изделия 4, установленные на изделии тензодатчика 5, тензоизмерительную аппаратуру 6, вольтметр 7, блок измерения параметров, определяющих структуру процесса 8, состоящий из фильтра низкой частоты 9, дифференциатора 10, двух нуль-органов 11 и 12, двух счетчиков 13 и 14 и таймера 15. Устройство работает следующим образом. Случайные вибрации, создаваемые на столе вибростенда 1, вызывают в испытуемом изделии 4 вынужденные случайные колебания. С помощью тензодатчиков 5 и тензоизмерительной аппаратуры 6 деформации изделия преобразуются в электрический сигнал, повторяющий закон изменения деформаций в изделии и пропорциональный им. С выхода тензоизмерительной аппаратуры сигнал поступает на вольтметр 7 для измерения среднего квадратического значения и на вход блока измерения параметров, определяющих структуру процесса 8. В блоке 8 сигнал поступает на фильтр низкой частоты 9 для подавления помех. Отфильтрованный сигнал поступает на вход дифференциатора 10 и вход нуль-органа 11. После дифференцирования сигнал поступает на вход нуль-органа 12. На выходе нуль-органов вырабатываются логические уровни, соответствующие результату сравнения входных сигналов с опорным уровнем, в данном случае - нулевым напряжением. Известно, что производная функции принимает нулевые значения в точках, где исходная функция имела экстремумы. Таким образом, на выходе нуль-органа 12 вырабатываются перепады напряжения в моменты, когда производная принимает нулевые значения, а входной сигнал имел экстремумы, на выходе нуль-органа 11 - в моменты, когда исходный сигнал принимает нулевые значения. Счетчик 13 подсчитывает "нули", а счетчик 14 - экстремумы процесса нагружения. Таймер 15 задает длительность периода обработки процесса нагружения, по окончании которого закрывает входы нуль-органов и подсчет "нулей" и экстремумов заканчивается. Устройство для испытаний изделий на вибропрочность выполнено с применением следующих блоков. Аппаратура для формирования спектра случайного вибропроцесса типа СВП-3ПМ-М, вибростенд электродинамический типа УВЭ-5/10000, в качестве тензодатчиков использованы тензорезисторы типа 2ФКПА-3-100в, тензоизмерительная аппаратура типа ТОПАЗ-3, вольтметр - В7-27, частотомеры Ч3-34. Блок измерения параметров, определяющих структуру процесса, построен на известных устройствах, с применением микросхем 1100СК2, 153УД2, 521СА3.
Класс G01M7/02 испытания на вибрацию