Способ испытания на усталость консольно закрепленных объектов и устройство для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК G01N3/38 G01M7/00 

оо

2. Устройство для испытания на усталость консольнр закрепленных объектов, содержащее электродинамический вибровозбудитель, захват для крепления испытуемого объекта н подвижной системе вибровозбудителя, генератор синусоидального напряжения, программный задатчик и цепь обратной связи, включающую датчик амплитуды колебаний объекта, элемен сравнения, второй вход которого соединен с программным задатчиком, регулируемьш усилитель, который соединен одним входомс генератором синусоидального напряжения и имеет

на другом входе управляемое сопротивление, подключенное к выходу элемента сравнения, и усилитель мощности, с выходом которого соединена -катушка . электродинамического вибровозбудителя отличающееся тем, что

регулируемый усилитель выполнен в виде последовательно соединенных моста с активными сопротивлениями, в одно плечо которого включено управляемое сопротивление, и усилителя с дифференциальными входами, включенное, го в измерительную диагональ моста, в диагональ питания которого включен

генератор синусоидального напряжения.

1. Способ испытания на усталость КОНСОЛЬНО закрепленных объектов, заключающийся в том, что испытуемый объект жестко закрепляют на подвижной системе электродинамического вибровозбудителя, возбуждают резонансные изгйбные колебания объекта при программном ступенчатом изменении уровня колебаний и поддерживают уровень колебаний на каждой ступени, отличающийся тем, что, с целью повыщения достоверности результатов испытания, при переходе от одной ступени нагружения к другой осуществляют демпфирование колебаний объекта путем сообщения подвижной системе вибровозбудителя ускорения в противофазе с ускорением испытуемого объекта, причем при переходе с высшего уровня на низший демпфи§ рование осуществляют с момента перехода, а при переходе с низшего уровня на зысший - с момента превыше ния заданного уровня колебаний.

Изобретение относится к прочностным испытаниям материалов и деталей машин, а именно, к способу и устройству для испытания на усталость консольно закрепленных объектов и может быть использовано, например, для испытаний турбинных лопаток.

Известен способ испытания на уста лость консрльно закрепленных объектов , заключающийся в том; что испытуемь:й объект жестко закрепляют на подвижной системе электродинамического виброБозбудителя и возбуждают резонансные изгибные колебания объекта с постоянной амплитудой |}}

Однако испытания объекта при постоянном уровне амплитуды колебаний (напряжения не соответствуют условиям его эксплуатации. .

Наиболее близким к изобретению по техническому существу является способ испытания на усталость консольно закрепленных объектов, заключающийся в том, что испытуемый объект жестко закрепляют на подвиркной системе вибровозбудителя, возбуж дают резонансные изгибные колеба-. ния объекта при программном ступенчатом изменении уровня колебаний и поддерживают уровень колебаний на каждой ступени |2j.

Устройство для осуществления этого способа испытания содержит электродинамический вибровозбудитель захват для крепления испытуемого объекта на подвижной системе вибро. возбудителя, генератор синусоидального напряжения, программный задатчик и цепь обратной связи, включающую датчик амплитуды 5 колебаний объекта, элемент сравнения, второй вход которого соединен с программным задатгсиком, регулируемый усилитель, который соединен одним входом с генератором синусо01, идального напряжения и имеет на

другом входе управляемое сопротивление, подключенное к выходу элемента сравнения, и усилитель мощности, с выходом которого соединена катущка 5 электродинамического вибровозбудителя 27.

Недостатком известного способа и устройства для его осуществления является то, что они не обеспечи- 0 вают высокую точность воспроизведения заданной программы нагружения, так как при ступенчатом переходе от одной ступени нагружения к другой имеет место длительный переходной 5 процесс (затухающие колебания при

переходе с высшего уровня на низший, выброс при переходе с низшего уровня на высщий). Влияние переходных режимов на развитие уст остных повреждений не учитывается, что снижает достоверность результатов испытания .

Цель изобретения - повышение достоверности результатов испытания.

Эта цель достигается тем, что согласно способу испытания на уста3лость консольно закрепленных-объектов, заключающемуся в том, что испытуемый объект жестко закрепляют на подвижной системе электродинамического вибровозбудителя, возбуждают резонансные изгибные колебания объекта при программном ступенчатом изменении уровня колебаний и поддерживают уровень колебаний на каждой ступени, при переходе от одной ступени нагружения к другой осущест вляют демпфирование колебаний объек та путем сообщения подвижной систем вибровозбудителя ускорения в против фазе с ускорением испытуемого объек та, причем при переходе с высшего уровня на низший демпфирование осуществляют с момента перехода, а при переходе с низшего уровня на высший - с момента превьшгения задан ного уровня колебаний. В устройстве для испытания на усталость консольно закрепленных объектов, содержащем электродинамический вибровозбудитель, захват для крепления испытуемого объекта на подвижной -системе вибровозбудителя, генератор синусоидального напряжени программный задатчик и цепь обратно связи, включающую датчик амплитуды колебаний объекта, элемент сравнения, второй вход-которого соединен с программным задатчиком, регулируе мый усилитель, который соединен одним входом с генератором синусоидал ного напряжения и имеет на другом входе управляемое сопротивление, по ключенное к выходу элемента сравнения, и усилитель мощности, с выходо которого соединейа катушка электродинамического вибровозбудителя, регулируемый усилитель выполнен в виде последовательно соединенных моста с активными сопротивлениями, в одно плечо которого включено управляемое сопротивление, и усилителя с дифференциальными входами, включенного в измерительную диагональ моста, в диагональ питания которого включен генератор синусоидального напряжения. Такой способ и устройство для его осуществления сокращают длительность переходных процессов,.вследст вие чего уменьшается влияние послед них на результаты испытаний. На чертеже изображена функционал ная схема устройства для испытания на усталость консольно закрепленных 7Л объектов при программном ступенчатом нагружении. Устройство содержит электродинамический вибровозбудитель 1, захват 2 для крепления испытуемого объекта 3, жестко установленный на подвижной системе вибровозб-удител$| 1, генератор 4 синусоидального напряжения, программный задатчик 5; цепь. 6обратной связи, включающую датчик 7амплитуды колебаний объекта .3, элемент 8 сравнения, второй вход которого соединен с программным задатчиком 5, регулируемый усилитель 9, который соединен первым входом с генератором 4 синусоидального напряжения и имеет на втором входе управляемое сопротивление 10, подключенное к выходу элемента .8 сравнения, и усилитель 11 мощности,.с выходом которого соединена катушка электродинамического вибровозбуди- теля 1. Регулируемый усилитель 9 выполнен в виде последовательно соединенных моста с активными, сопротивлениями 12 - 14, в одно плечо которого включено управляемое сопротивление 10, и усилителя 15 с дифференциальными входами, включенного в измерительную диагональ (точки 16 и 17)моста, в диагональ питания (точка 18 и земля/ которого включен генератор 4 синусоидального напряжения. Коэффициент передачи регулируемого усилителя 9 изменяет свою величину от нуля до максимального значения в зависимости от степени рассогласования моста сопротивлений, а фаза переменного напряжения в измерительной диагонали моста при переходе через состояние баланса скачком изменяется на 180. Способ испытания на усталость с помощью описанного устройства осуществляется следующим образом. Испытуемый объект 3 консольно закрепляют в захвате 2 и с помощью, генератора 4 синусоидального напряжения возбуждают резонансные изгибные колебания объекта З. При резонансных колебаниях объекта 3 датчик 7 вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный амплитуде колебаний объекта. Этот сигнал поступает на элемент 8 сравнения, на который подано постоянное напряжение от программного задатчика 5. В элементе 8 сравнения вырабатывается разностное напряжение, которое подается на вто