Устройство для определения усталостной долговечности материала конструкции Советский патент 1986 года по МПК G01N3/06 G01N3/32 

1

Изобретение относится к исследовнию прочности материалов, а именно к устройствам для определения усталостной долговечности материалов кострукций.

Цель изобретения - повьшшние достоверности определения усталостной долговечности за счет более полного учета влияния параметров циклов на- гружения на долговечность.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство для определения усталостной долговечности материала конструкции содердит измерительный преобразователь 1 деформац ки, параллельно подключенные к нему первый канал 2 измерения амплитуды переменной составляющей деформации,, второй канал 3 для вьфаботки сигналов; соответствующих частоте нагружения. и блок 5 запоминания и преобразова-- ния измеряемых параметров деформации ; подключенный к выходам каналов 2, 3 и 4

Первый канал 2 содержит последовательно включенные блок 6 измерени амплитуды переменной составляющей деформации и первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 7, выход которого соединен с информационными входами блока 5 запоминания и преобразования. Второй канал 3 содержит параллельно подключенные к выходу измерительного преобразователя 1 деформации детектор 8 минимума и детектор 9 максимума; выход последнего через первый фop шpoвaтeль 10 импульсов соединен с первым входом измерителя 11 временных интервалов, с ключом сброса детекто эа 8 минимума и с разрешающим выборку . входом блока 5 запоминания и преоб- разованиЯд выход детектора 8 минимума через второй формирователь 12 импульсов соединен с ключом сброса детектора 9 максиг-гума и с втор,1м входом измерителя 11 интервалов времениS которьй выхода «1 подключен к информационным входам блока 5 запоминания и преобразования. Третий канал 4 содержит последовательно включенные блок 13 измерения среднего значения цикла дефсежадии и второй аналого-цифровой преобразовател (ЛЦП) 14, выход которого соединен с информационнь ми входами блока 5 запоминания и преобразования.

2084912

Б.пок 5 запоминания и ггреобразо- вания содержит последовательно включенные постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 15, сумматор 16 и

ир дикатор

при этом адресные входы ПЗУ 15 являются информационными входами блока 5 запоминания и преобразования и соединены с выходами измерителя 11 временных интерва- лов J первого 7 и второго А1(П 14,

а вход5 разрешающий выборку памяти,- с выходом первого фррм1 1рователя импульсов 10.

Устройство работает следующим

образом.

Возникающая под воздействием ме- хал1ической нагрузки деформация в материале конструкции, преобразованная с помощью измерительного преобразователя 1 деформации з электрический сигнал, поступает Иа аходы первого 2, второго 3 и третьего 4 канах:ов измерения, В первом канале 2 с помощью блока 6 выделяется переменная . составляющая деформации, значения которой преобразу отся в -первом АДП 7 в параллельньш двоичный код и подаются на часть адресных входов ПЗУ 15. В третьем канале 4 с

помошью блока 13 выделяется среднее зиа тение деформации за цикл изменения нагрузки5 которое преобразуется во втором АЦП 14 в параллельный двоичный код и подается на другую часть

адресных входов ПЗУ 15. В момент

времени, когда деформация цикла достигает минимального значения, детектор 8 минимума фop fflpyeт на выходе второго формирователя 12 импульс напряжения, подаваеьшш на

ключ сброса Детектора 9 максимума и ка второй вход измерителя 11 временных интервалов. При этом детектор 9 максимума подготавливается к работе,

а измеритель 11 временных интервалов начинает отсчет длительности полуцикла деформации, В момент достижения последующего максимума цикла деформации сигнал детектора 9 макси:-.гума формирует на выходе первого формирователя 10 импульсов импульс напряжения, подаваемый на ключ сброса детектора 8 минимума, первый вход измерителя 11 интервалов времени и

на разрешающий выборку вход ПЗУ 15. При этом детектор 8 минимума подго- тав:швается к определению минимума деформации в следующем цикле, измеритель 11 интервалов времени прекращает отсчет и фиксирует на выходе длительность интервала времени между минимумом и последовавшим за ним максимумом цикла деформации.

Хранящаяся в ячейках памяти ПЗУ 1 информация об уровне d расхода ресурса усталостной долговечности материала конструкции за один цикл деформации, соответствующая преобразованным в каналах 2-4 в двоичные коды и поданным на адресные входы ПЗУ 15 текущим значениям параметров цикла деформации (амплитуде переменней составляющей деформации, среднему значению цикла и длительности полуцикла деформации), в момент подачи с выхода первого формирователя 10 импульса напряжения на разрешающий выборку памяти вход ПЗУ 15 выдается на вход сумматора 16, где суммируется с ранее полученными ла . Тем самым осуществляется известный алгоритм линейного суммирования

И;.

при Т О

(«р,.еА

,

т N I - иК,

де t| 0 . .. - регистрируемый уровень амплитуды переменной составляющей деформации;

,...VTi - регистрируемый уровень среднего значения цикловой де- . формации;

...Р, - регистрируемый уровень длительности полуцикла деформации;

t - время функционирования устройства Тпрелел предельное время функционирования конструкции;

Ьцх число циклов деформации со значениями i , d , К параметров цикла, имевших место за время функционирования устройства;

bfiJK - число циклов со

значениями i , j ,; параметров деформации до разрушения конструкции (определяется экспериментально при испытании материала конструкции на усталостную долго- вечность);

с - израсходованный

ресурс усталостной долговечности конструкции,

Значение израсходованного ресурса усталостной долговечности материала конструкции cv с выхода сумматора 16 подается на вход индик атора 17 и отображается на световом табло. Устройство осуществляет схематизацию случайного нестационарного процесса по комплексу параметров, ВЛИЯЮП1ИХ на усталостйую долговечность: по амплитуде переменной сос- тавляющей деформации, среднему значению и частоте. Учет этих параметров позволяет повысить достоверность определения усталостной долговечности материала конструкции.

Формула изобретения

Устройство для определения усталостной долговечности материала конструкции, содержащее измерительный

преобразователь деформации, параллельно подключенные к нему первый канал, включающий блок измерения амплитуды переменной составляющей деформации, и второй канал для выработки сигналов, соответствующих частоте нагружения, блок запоминания и преобразования измеряемых параметров деформации, отличающееся тем, что, с целью повышения

достоверности за счет более полного учета влияния параметров циклов нагружения на долговечность, оно снабжено третьим каналом, который подключен к измерительному преобразователю деформации параллельно

первому и второму каналам и включает блок измерения среднего значения цикла деформации, а второй канал содержит детекторы максимума и минимума, параллельно подключенные к выходу измерительного преобразователя деформации, и измеритель временных интервалов, выход которого и выход первого и третьего каналов

подключены к информационным входам блока запоминания и преобразсфания, выход детектора максимума через первый формирователь импульсов сое5.1208491б

динен с разрешающим выборку входом минимума через второй формирователь блока запоминания и преобразойания, импульсой соединен с вторым входом с первым входом измерителяiв1)емен- измерителя временных интервалов и ных интервалов и ключом сброса де- кЬючом сброса детектора макси- тектора минимума, и выход детектора 5 мума.

Изобретение позволяет повысить достоверность определения усталостной долговечности материалов конструкций за счет более полного учета влияния параметров циклов нагруже- ния на долговечность. Устройство содержит измерительньй преобразователь деформации, параллельно подключенные к нему три измерительных ка- . нала и блок запоминания и преобразования измеряемых параметров деформации. В первом канапе измеряется амплитуда переменной составляющей деформации. Второй канал служит для выработки сигналов, соответствукщих частоте нагружения. В третьем канале измеряется среднее значение цикла деформации. Второй канал содержит детекторы максимума и минимума, параллельно подключенные к выходу измерительного преобразователя деформации, и измеритель временных интервалов. Выход измерителя временных интервалов и выходы первого и третьего каналов подключены к информационным входам блока запоминания и преобразования. Выход детектора максимума через первый формирователь импульсов соединен с разрешающим выборку входом блока запоминания и преобразования, с первьш входом измерителя временных интервалов и ключом сброс4 детектора минимума, а выход детектора миним ма через второй формирователь импульсов соединен - с вторым входом измерителя временных интервалов и ключом сброса детектора максимума, 1 ил. § «Л с to оо { со