Устройство для усталостных испытаний Советский патент 1987 года по МПК G01N3/32 

мирования управляющих импульсов, блоки 12, 13, 14 памяти с индикаторными табло 38, 39, 40, счетчики 15, 16, .17 циклов. Работа информационного канала основана на сравнении чисел импульсов образцового генератора, захваченного двумя соседними периодами сигнала вибродатчика, установленного на образце. Применение частотомера с прямым и обратным счетом позволяет следить за разностью этих чисел, т.е. за нулевым значением этой разности при отсутствии дефектов в образце. Появление дефекта при испытании ведет к резкому изменению частоть автоколеИзобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследования прочностных свойств материалов .

Цель изобретения - расширение фун циональных возможностей устройства путем обеспечения контроля кинетики развития дефектов.

На чертеже изображена блок-схема устройства для усталостных испытаний

Устройство содержит последователь но соединенные вибродатчик 1, установленный на испытуемом объекте 2, выпрямитель 3, блок 4 сравнения, усилитель 5, исполнительный элемент 6, усилитель 7 мощности, выход которого подключен к системе 8 возбуждения Второй вход блока 4 сравнения соединен с задатчиком 9, а второй вход исполнительного элемента 6 соединен с вибродатчиком 1. Тракт диагностики технического состояния состоит из генератора 10 управляющих импульсов, частотомера II, блоков 12-14 памяти, счетчиков 15-17 циклов и сумматоров 18 - 20.

В устройство дополнительно введены два элемента И-НЕ 21 и 22,генератор 23 опорной частоты, .блок 24 формирования управляющих импульсов,блок 25 формирования пускового импульса, электронные ключи 26 - 28 блока памяти, электронные ключи 29-31 счетбаний и, как следствие, к ненулевому значению if f, где f, - число импульсов в пачке образцового генератора, попавшего в предыдущий период колебания; f - то же число на последующем периоде колебания. Это значение записывается в блок памяти и отображается на информационном табло, а счетчик -15 циклов отображает информацию о числе циклов испытания до появления дефекта. Блоки памяти образуют кольцевой сдвигающий регистр, позволяющий последовательно записывать информацию о появлении дефектов. 1 ил.

5

чиков циклов и блоки 32 - 34 сигнализации.

Первые входы элементов И-НЕ 21 и 22 подключены к выходу генератора 23 5 опорной частоты, вторые - соответст- венно к первому и второму выходам генератора 10 управляющих импульсов. Блок 25 формирования пускового импульса подключен к первому входу ге- нератора 10 управляющих импульсов, а второй его вход соединен с вибродатчиком 1. Частотомер 1 выполнен в виде реверсивного счетчика, входы прямого (+1) и обратного (-1) C4eta которого подключены соответственно к выходам элементов И-НЕ 21 и 22 индикаторный вход и вход C6poc i реверсивного счетчика подключены к третьему и четвертому выходам генератора

10 управляющих импульсов. Выходы реверсивного счетчика 11 подключены через информационные входы электронных ключей 26 - 28 к блокам 12 - 14 памяг ти, выполненным в виде последовательно присоединенных к этим ключам дешифраторов 35 - 37, индикаторных табло 38 - 40, сумматоров 18 - 20, и блоков 32 - 34 сигнализации.

Первый вход блока 24 формирования управляющих импульсов соединен с третьим выходом генератора 10 управляющих импульсов, второй вход блока 24 управляюш;их импульсов соединен с выходом блока 25 формирования пусков 312952864

го импульса, третий, четвертый и пя- блок 10 формирует уровень Лог.О на

тьй входы блока 24 формирования уп- равляюгцих импульсов подключены соответственно к выходам сумматоров 18- 20 первого 12, второго 13 и третьего 14 блоков памяти. Первый, второй и третий выходы блока 24 формирования управляющих импульсов подключены к управляющим входам электронных ключей 29-31 счетчиков 15 - 17 циклов и к блокам 32 - 34 сигнализации блоков 12 - 14 памяти. Входы счетчиков циклов 15 - 17 через электронные ключи 29 - 31 подключены к выходу вибродатчика 1.

Блок 25 формирования пускового импульса с RC-цепью выполнен из резисторов 41 и 42, конденсатора 43 и контакта 44.

первом выходе и уровень ЛогЛ на втором, тем самым позволяя пачке импульсов с опорного генератора 23 че5 рез элемент 22 пройти на вход обратного счета (-1) частотомера 1I. Из за писанного ранее значения f, вычитается значение ,т.е. в памяти частотомера 11 и на индикаторном табло 38

О будет разность Д fj - При этом, если f f,, то и на выходе сумматора формируется уровень Лог.О, который поступает на третий вход блока 24 формирования управляющих импульсов. Одновременно на первый вход блока 24 приходит уровень Лог,1 с третьего выхода генератора 10 формирования управляющих импульсов. Такая комбинация сигналов

t5

О будет разность Д fj - При этом, если f f,, то и на выходе сумматора формируется уровень Лог.О, который поступает на третий вход блока 24 формирования управляющих импульсов. Одновременно на первый вход блока 24 приходит уровень Лог,1 с третьего выхода генератора 10 формирования управляющих импульсов. Такая комбинация сигналов

Устройство для усталостных испыта- 20 g выходах блока 24 обеспечивает отний работает следующим образом.

крытое состояние электронного ключа 26 и прохождение информации в блок 12 памяти.

25 Если f , в течение двух смежных колебаний произошло усталостное разрушение образца, то дf О и на выходе сумматора формируется уровень Лог.1, который поступает на третий

первый вход блока 24 с третьего выхода генератора 10 поступает уровень Лог.1. Наличие уровней Лог. на.

Устройство включается одновременно с включением вибростенда, в котором размещена система 8 возбуждения, и приводится в исходное положение. В этом положении генератор 10 управляющих импульсов формирует импульс сброса по четвертому выходу, устанавливая частотомер в нулевое состояние 30 вход блока 24 и на вход блока 32 зву- и запрещая прохождение на него через ковой сигнализации. Одновременно на элементы И-НЕ 21 и 22 сигнала вибродатчика 1. Пуск устройства осуществляется кратковременным нажатием кнопки 44 в блоке 25 формирования пу- первом-и третьем входах блока 24 заК- скового импульса. При этом на первом рывает электронный ключ 26 и препят- выходе генератора 10 управляющих им- ствует прохождению информации в блок пульсов формируется-сигнал Лог.1 12 памяти в результате установления длительностью, равной периоду сигнала уровня Лог.О на первом выходе бло- вибродатчика 1, позволяющий прохожде- 40 Одновременно с первого выхода ние пачки импульсов с генератора 23 блока 24 уровень Лог.О поступает опорной частоты через элемент 21 на «а второй вход блока 32 сигнализации вход прямого счета частотомера 11.Од- и « вход электронных ключей 29. Уро- новременно сигнал с выхода генерато- вень Лог.1 на первом входе блока ра 10 управляющих импульсов поступа- 45 звуковой сигнализации и уровень ет на второй вход блока 24 формирова- Лог.О на его втором входе обепечивак1Т ния управляющих импульсов, которьш включение звуковой сигнализации, с через первый выход этого блока откры- появлением которой производят снятие вает электронный ключ 26 блока 12 памяти показаний с табло 38 первого блока 12 и позволяет прохотздение сигнала с часто-50 памяти, а также количество циклов со томера 11 на блок 12 памяти. При этом на выходе сумматора 18 формируется уровень Лог.1, который поступает на третий вход блока 24, но так как на первом входе этого блока уровень.

счетчика 15, который отключается от датчика 1 одновременно с отключением блока 12 памяти при поступлении уровня Лог.О с первого выхода блокд 24 ее на электронные 29, Одновременно с этим происходит формирование уровня Лог.1 на втором выходе блока 24. Поэтому одновременно с отключением первого блока 12 памяти подачей

Лог.О, то электронный ключ 26 остается открытым для прохождения информации с частотомера 11. С приходом следующего импульса с вибродатчика 1

первом выходе и уровень ЛогЛ на втором, тем самым позволяя пачке импульсов с опорного генератора 23 через элемент 22 пройти на вход обратного счета (-1) частотомера 1I. Из записанного ранее значения f, вычитается значение ,т.е. в памяти частотомера 11 и на индикаторном табло 38

будет разность Д fj - При этом, если f f,, то и на выходе сумматора формируется уровень Лог.О, который поступает на третий вход блока 24 формирования управляющих импульсов. Одновременно на первый вход блока 24 приходит уровень Лог,1 с третьего выхода генератора 10 формирования управляющих импульсов. Такая комбинация сигналов

крытое состояние электронного ключа 26 и прохождение информации в блок 12 памяти.

вход блока 24 и на вход блока 32 зву ковой сигнализации. Одновременно на первом-и третьем входах блока 24 заК рывает электронный ключ 26 и препят- ствует прохождению информации в блок 12 памяти в результате установления уровня Лог.О на первом выходе бло- Одновременно с первого выхода блока 24 уровень Лог.О поступает «а второй вход блока 32 сигнализации и « вход электронных ключей 29. Уро вень Лог.1 на первом входе блока звуковой сигнализации и уровень Лог.О на его втором входе обепечивак включение звуковой сигнализации, с появлением которой производят снятие показаний с табло 38 первого блока памяти, а также количество циклов со

Если f , в течение двух смежных колебаний произошло усталостное разрушение образца, то дf О и на выходе сумматора формируется уровень Лог.1, который поступает на третий

вход блока 24 и на вход блока 32 зву- ковой сигнализации. Одновременно на первом-и третьем входах блока 24 заК- рывает электронный ключ 26 и препят- ствует прохождению информации в блок 12 памяти в результате установления ровня Лог.О на первом выходе бло- Одновременно с первого выхода блока 24 уровень Лог.О поступает «а второй вход блока 32 сигнализации « вход электронных ключей 29. Уро- вень Лог.1 на первом входе блока звуковой сигнализации и уровень Лог.О на его втором входе обепечивак1Т включение звуковой сигнализации, с появлением которой производят снятие показаний с табло 38 первого блока 12 памяти, а также количество циклов со

первый вход блока 24 с третьего выхода генератора 10 поступает уровень Лог.1. Наличие уровней Лог. на.

вход блока 24 и на вход блока 32 зву- ковой сигнализации. Одновременно на первом-и третьем входах блока 24 заК- рывает электронный ключ 26 и препят- ствует прохождению информации в блок 12 памяти в результате установления уровня Лог.О на первом выходе бло- Одновременно с первого выхода блока 24 уровень Лог.О поступает «а второй вход блока 32 сигнализации и « вход электронных ключей 29. Уро- вень Лог.1 на первом входе блока звуковой сигнализации и уровень Лог.О на его втором входе обепечивак1Т включение звуковой сигнализации, с появлением которой производят снятие показаний с табло 38 первого блока 12 памяти, а также количество циклов со

вход блока 24 и на вход блока 32 зву- ковой сигнализации. Одновременно на первом-и третьем входах блока 24 заК- рывает электронный ключ 26 и препят- ствует прохождению информации в блок 12 памяти в результате установления уровня Лог.О на первом выходе бло- Одновременно с первого выхода блока 24 уровень Лог.О поступает «а второй вход блока 32 сигнализации и « вход электронных ключей 29. Уро- вень Лог.1 на первом входе блока звуковой сигнализации и уровень Лог.О на его втором входе обепечивак1Т включение звуковой сигнализации, с появлением которой производят снятие показаний с табло 38 первого блока 12 памяти, а также количество циклов со

счетчика 15, который отключается от датчика 1 одновременно с отключением блока 12 памяти при поступлении уровня Лог.О с первого выхода блокд 24 на электронные 29, Одновременно с этим происходит формирование уровня Лог.1 на втором выходе блока 24. Поэтому одновременно с отключением первого блока 12 памяти подачей

уровня Лог.1 с второго выхода 24 на вход электронных ключей 27 и 30 происходит подключение второго блока 13 памяти к выходу реверсивного счетчика 11 и подключение счетчика 16 циклов к датчику 1 .

Таким образом, в первом блоке 12 памяти записывается значение Af, прпорциональное образовавшемуся дефекту в образце, а на счетчике 15 запи- сывается количество циклов, после которых происходит разрушение образца. Аналогично работает второй канал 13 затем третий канал 14. После отключения третьего канала 14 включается первый канал 12.

В процессе усталостных испытаний поддерживается постоянной амплитуда колебаний исследуемого образца. Для этого сигнал с датчика 1, пропорциональный амплитуде колебаний испытуемого образца 2, подают на выпрямитель 3 и в блоке 4 он сравнивается с величиной сигнала, поступающего с за датчика 9. Сигнал рассогласования через усилитель 5 поступает в исполнительный элемент 6, который изменяет сигнал на входе усилителя ,7 мощности, нагрузкой которого является система 8 возбуждения , таким образом, чтобы поддерживать амплитуду колебаний испытуемого образца постоянной. Режим автоколебаний, обеспечивающий автоматическую настройку колебаний испытуемого образца 2 на резонансную частоту, осуществляется подачей сигнала вибродатчика 1 на вход усилителя 7 мощности через исполнительный элемент 6.

Режим виброиспытаний длится до полного разрушения или до тех пор, пока уровень сигнала с вибродатчика 1 достигает амплитуды, достаточной для управления режимом автоколебаний на резонансной частоте испытуемого образца. При уходе с режима автоматической подстройки амплитуда образца резко падает и испытания прекращаются .

Формула изобретения

Устройство для усталостных испытаний, содержащее последовательно соединенные вибродатчик для установки на испытуемом образце, выпрямитель, блок сравнения с задатчиком, усилитель, исполнительный элемент, связанный вторым входом с вибродатчиком

5

0

5

5

0

5

0

5

0

усилитель мощности, систему возбуждения и тракт диагностики технического состояния, включаюпций генератор управляющих импульсов, частотомер в виде реверсивного счетчика, блоки памяти и счетчики циклов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможн ос- тей, оно снабжено генератором опорной частоты, двумя элементами И-НЕ, каж- дьй из которых одним входом связан с соответствующими двумя из четырех выходов генератора управляющих импульсов, а другими входами связаны между собой и с выходом генератора опорной частоты, блок формирования управляющих импульсов с числом выходов, равным числу блоков памяти, блоком формирования пускового импульса, связанным с одним, из входов генератора управляющих импульсов, другой вход которого связан с вибродатчиком, электронными ключами счетчиков циклов с двумя входами, каждый блок памяти состоит из последовательно соединенных электронного ключа с информационным и управляющим входами, дешифратора, индикаторного табло, сумматора, блока сигнализации, один вход которого соединен с сумматором, а другой связан с управляющим входом электронного ключа блока памяти, с управляющим входом электронного ключа счетчика циклов и с соответствующим выходом блока формирования управляющих импульсов, выходы частотомера связаны с соответствующими информационными входами электронных ключей блока памяти,вход прямого счета частотомера - с выходом одного из элементов НЕ, вход обратного счета частотомера - с выходом другого элемента И-НЕ, индикаторный вход частотомера - с третьим выходом генератора управляющих импульсов и с первым входом блока формирования управляющих импульсов,вход

Сброс частотомера - с четвертым выходом генератора управляющих импульсов, другой вход которого связан с вибродатчиком и с соответствующими входами электронных ключей счетчиков циклов, второй вход блока формирования управляющих импульсов связан с выходом блока формирования пускового импульса, остальные входы блока формирования «управляющих импульсов связаны с соответствующими выходами сумматоров соответствующих блоков памяти.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследования прочностных свойств материалов . Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения контроля кинетики развития дефектов.Устройство состоит из набора блоков, образующих канал автоматического слежения за режимом испытаний и поддержания его параметров в заданных пределах и тракт диагностики технического состояния, содержащий генератор 10 управляющих импульсов, частотомер 11 в виде реверсивного счетчика, генератор 23 опорной частоты, блок 24 фор(Л