Стенд для прочностных испытаний конструкций Советский патент 1991 года по МПК G01M7/00 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к автоматическим устройствам для испытаний на усталостную и статическую прочность полноразмерных натурных конструкций.

Цель изобретения - повышение надежности за счет постоянного контроля состояния после срабатывания аварийной защиты.

На фиг.1 представлена структурная схема стенда; на фиг.2 - упрощенная электрическая схема блока аварийной защиты.

Стенд содержит один или несколько каналов нагружения, каждый из которых имеет последовательно соединенные сигнализатор 1 разрушений, блок 2 аварийной защиты, программный блок 3, задатчик4 нагрузки, регулятор 5 нагрузки, второй выход которого соединен с третьим входом блока 2 аварийной защиты, исполнительный орган 6, второй вход которого соединен с вторым выходом блока 2 аварийной защиты, и силовозбудитель 7 с датчиком 8 силы, связанный с испытываемой конструкцией 9. и соединенные дифференциатор 10, вход которого соединен с выходом датчика 8 силы и вторыми входами блока 2 аварийной, защиты и регулятора 5 нагрузки, и пороговый элемент 11, командный вход и выход которого соединены соответственно с третьим выходом и четвертым входом блока 2 аварийной защиты. Дифференциатор 10 может быть выполнен на базе дифференцирующих RC-цепей, пороговый элемент 11 выполняется, например, в виде триггера Шмитта, транзисторного ключа и т.п. с электромагнитным реле на выходе, причем командным /включающим/ входом элемента 11 может служить цепь его электрического питания, в разрыв которой вводится замыкающий контакт выходного реле блока 8. Блок 2 аварийной защиты, один из вариантов исполнения которого представлен наупOs

сл

N5 СЛ

рощенной электрической схеме фиг.2, содержит первое реле 12 с контактами 13-16 предназначаемое для включений в аварийных ситуациях режима замораживания /по сигналам датчиков 17-19 аварийных ситуа- ций/ путем воздействия контактами 16 на запорной клапан исполнительного органа б, второе реле 20 с контактами 21-24. предназначаемое для включения в аварийных ситуациях режима разгрузки либо сразу по- еле срабатывания датчиков 25,26 аварийных ситуаций, либо после предварительного включения режима замораживания по сигналам датчиков 17-19 и последующего автоматического определения невыполнимости условий замораживания с помощью системы на элементах 10, 11 (после замыкания выходных контактов 27 порогового элемента 11), переключатель 28 вида аварийной разгрузки (в положении переключателя 28, показанном на схеме фиг.2, при срабатывании реле 20 его контакты 23 воздействуют на программный блок 3, обеспечивая выдачу через задатчики 4 сигналов для управляемой разгрузки всех каналов; в противоположном положении переключателя 28 при срабатывании реле 20 его контакты 22 включают сливной4 клапан исполнительного органа б. и происходит неуправляемая разгрузка). Регулятор 5 на- грузки может быть выполнен, например, в виде последовательно соединенных схемы сравнения, усилителя сигнала рассогласования, фукнционального преобразователя и усилителя мощности. Исполнительный ор- ган 6. воздействующий на силовозбудитель 7, может, например, представлять собой при использовании гидравлических сило- возбудителей сочетание злектрогидравли- ческого преобразователя /сервоклапана/. запорного и сливного клапанов, а также перепускного клапана, соединяющего между собой рабочие полости гидроцилиндра в аварийных ситуациях и останавливающего тем самым движение поршня силовозбуди- теля 7.

Стенд работает следующим образом.

При включении стенда задатчики 4 нагрузки, управляемые программным блоком 3, начинают выдавать сигналы, определяющие заданное значение нагрузки для каждого из каналов. Схема сравнения регулятора 5 нагрузки сопоставляет заданное и фактическое значения нагрузок и вы- рабатывает сигнал рассогласования, пропорциональный разности этих сравниваемых значений. Из этого сигнала в фукци- ональном преобразователе регулятора формируется по определенному закону /например, ПИД-закону/ управляющее воздействие для исполнительного органа 6, обеспечивающее уменьшение сигнала рассогласования до нуля При возникновении опасных аварийных ситуаций, требующих немедленной разгрузки, срабатывают соответствующие датчики 25 или 26 аварийной ситуации, срабатывает реле 20, а его контакты 22, 23, воздействуя на сливной клапан исполнительного органа 6 или программный блок 3, обеспечивают неуправляемую или управляемую разгрузку испытуемой конструкции 9 (в зависимости от положения переключателя 28). При аварийных ситуациях, на которые реагируют датчики 17-19, не всегда требующие немедленной разгрузки, срабатывает реле 12. При этом его контакт 15 воздействуют на запорный клапан исполнительного органа 6, включая режим замораживания нагрузок, одновременно контакты 14, 15 подготавливают к срабатыванию реле 20 и готовят к работе (налример. путем подключения электрического питания) пороговый элемент 11. Если после включения режима замораживания нагрузка, прикладываемая к испытуемой конструкции 9 и воспринимаемая датчиком 8 силы, начинает изменяться (уменьшаться из-за того, что не держит конструкция в месте приложения воздействия силовозбудителя 7, или увеличивается из-за того, что повреждены соседние элементы испытуемой конструкции 9 и произошло перераспределение нагрузок), то на выходе дифференциатора 10 появляется сигнал, который превышает порог срабатывания порогового элемента 11, и его выходные контакты 27. замыкаясь, обеспечивают срабатывание реле 20, которое включает режим управляемой или неуправляемой разгрузки. При включении режима разгрузки режим замораживания отключается контактами 24 реле 20 В техническом отношении изобретение повышает надежность испытательного стенда за счет использования усовершенствованной системы защиты, позволяющей контролировать /причем, непрерывно/ испытуемую конструкцию и исправность стенда не только в нормальных условиях испытания, но также и в аварийных ситуациях, автоматизировать процесс перехода от одного вида реагирования на опасную ситуацию на другой, что облегчает и упрощает обслуживание испытательного стенда, снизить опасность непреднамеренного катастрофического разрушения испытуемых натурныхконструкций/обычнодорогостоящих/, а также искажений результатов испытаний в аварийных ситуациях.

Формула изобретения Стенд для прочностных испытаний конструкций, содержащий силовозбудитель с датчиком силы и исполнительным органом и последовательно соединенные сигнализатор, блок аварийной защиты, второй вход которого соединен с выходом датчика силы, а второй выход-с входом исполнительного органа, программный блок, задзтчик нагрузки и регулятор нагрузки, второй вход которого соединен с выходом датчика силы.

а выходы -с вторым входом исполнительно-. го органа и третьим входом блока аварийной защиты, отличающийся тем, что. с целью повышения надежности, он снабжен последовательно соединенными дифференциатором, вход которого соединен с выходом датчика силы, и пороговым элементом, командный вход и выход которого соединены соответственно с третьим выходом и четвертым входом блока аварийной защиты.

Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - повышение надежности за счет постоянного контроля состояния в аварийной ситуации. Для анализа состояния конструкции 9 и системы нзгружения, имеющей силовозбуди- .тель 7 с исполнительным органом 6 и датчиком 8 силы, после срабатывания защиты и при необходимости автоматической коррекции воздействия блока 2 аварийной защиты на систему нагружения по результатам анализа используются последовательно соединенные дифференциатор 10 сигналов датчика 8 силы и пороговый элемент 11. переключающий режим работы блока аварийной защиты в случае, если после включения одного из защитных режимов скорость изменения прикладываемой к испытуемой конструкции 9 нагрузки отлична от нуля и превышает установленную предельную величину. 2 ил.

Фиг.1

ГСИя

ГГГГ П7Г

&.

n n nfi

кЯ кбкбк

к11 кбкб

Фиг. 2