УСТАНОВКА для НАГРУЖЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ИСПЫТАНИИ НА УСТАЛОСТЬ Советский патент 1973 года по МПК G01M5/00 

1

Изобретение относится к средствам автоматизации испытаний на усталость натурных конструкций, в частности самолетных.

В известных установках повторно-статического нагружения для стендовых испытаний натурных конструкций на усталость нагрузки воспроизводятся гидравлическими силовозбудителями, снабженными электроуправляемыми золотниковыми исполнительными органами, причем управление осуществляется с помощью электроконтактных приборов, применяемых в сочетании с релейными усилителями на электромагнитных реле.

Целью изобретения является повышение надежности работы установки.

Эта цель достигается путем использования для управления силовозбудителем бесконтактного переключающего устройства релейного типа в виде триггера на тиристорах, ко входам которого через два усилителя на транзисторах с проводимостью различного типа подключен потенциометрический датчик силонагруженности.

На фиг. 1 изображена блок-схема установки; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема системы переключения режимов нагружения.

Установка содержит силовозбудитель 1, электромагнит 2, пороговое устройство 3, осуществляющее переключение режимов нагружения; потенциометрический датчик нагрузки 4, измеряющий и преобразующий в электрическую величину параметр силонагруженности; программное задающее устройство 5, по командам которого производится переключение воспроизводимых уровней силонагруженности; источник энергии 6 систему автоматической аварийной защиты и сигнализации 7, переключающую электромагнит на разгрузку при разрушениях испытуемой конструкции 8, при нарущениях нормального испытательного режима, неисправностях в системе нагружения, источнике энергии. Система защиты связана с программным устройством, по сигналам которого в случае необходимости может изменяться уровень срабатывания индикаторов аварийных ситуаций.

Испытуемая конструкция 8, силовозбудитель /, электромагнит 2, пороговое устройство 3 и датч.ик иагрузки образуют замкнутый автоколебательный контур, колебания в котором являются источником переменных нагрузок с заданными параметрами.

Принцип действия автоколебательного контура заключается в переключении силовозбудителя с режима нагрул :ения на режим разгрузки и обратно по сигналам порогового устройства при достижении предельных значений нагрузок цикла.

В качестве нагрузки используется потенциометрический датчик 9 силы, давления, деформации или другой величины, однозначно определяемой силонагруженностью испытуемой конструкции. Значения предельных нагрузок цикла устанавливаются переменными резисторами. Число пар резисторов 10, 11, 12 определяется количеством ступеней в реализуемой программе нагружения.

Автоматическое поочередное подключение пар задающих резисторов на соответствующих этапах программы осуществляется с помощью контактов 13-18 многопенного реле времени, счетно-импульсного или другого аналогичного программного устройства. Задающие резисторы включены последовательно с диодами 19 и 20 в цепь базы транзисторов 21 и 22, имеющих проводимость различного тина и работающих в режиме усиления. Движок нотепциометрического преобразователя датчика нагрузки подсоединен к общей точке А пар задающих резисторов. Выходы транзисторных усилителей связаны со входами статического триггера на тиристорах 23 R 24 с. коммутирующим конденсатором 25. Движки резисторов 10, 11, 12 устанавливаются в положениях, для которых при заданных предельных значениях нагрузок, воспринимаемых потенциометром 9, ток в коллекторной цепи соответствующего транзистора 21 или 22 достаточен для опрокидывания триггера на тиристорах 23 и 24.

В цепи катодов тиристоров включены обмотки магнитов 26, 27 электроуправляемых золотниковых иснолнительных органов, лампы 28, 29, сигнализирующие режимы нагружения и разгрузки, и электроимпульсный счетчик 30 для учета количества циклов нагружения.

Для исключения влияния колебаний напряжения питания на точность работы переключающего устройства потенциометр 9 датчика нагрузки и усилители на транзисторах 21 и 22 получают питание от стабилизатора на кремниевых стабилитронах 31.

Диоды 32 и 33 введены для защиты тиристоров от перегрузок при переключениях обмоток электромагнитов 26 и 27, обладающих большой индуктивностью. Диоды 34 и 35 служат для защиты тиристоров от повреждений в случае действия импульсов отрицательной полярности на управляющие электроды. Диод 36 включен для защиты элементов схемы при неправильной полярности напряжения питания.

Установка работает следующим образом.

В первый момент времени иосле включения установки, когда развиваемое силовозбудителем усилие равно нулю, движок потенциометра 9 находится в крайнем верхнем положении, транзистор 21 открыт, а транзистор 22 закрыт. При этом коллекторный ток транзистора 21 достаточен для включения тиристора 23, и электромагнит 26, устанавливающий исполнительный орган в положение, соответствующее

нагружеиию, получает питание. Нагрузка, создаваемая силовозбудителем начинает расти и движок потенциометра смещается вниз. Так как транзисторы 21 и 22 имеют разные типы проводимости (р-п-р у транзистора 21 и п-р-п у транзистора 22), то изменение потенциала точки А, зависящее от положения движка потепциометра датчика, противоположным образом влияет на состояние транзисторов (если

транзистор 21 закрывается, то транзистор 22 нриоткрывается и наоборот). В положении движка нотенциометра 9, которое соответствует верхнему предельному значению параметра силонагруженности, и задается резистором 10,

// или 12, потенциал точки Л становится достаточным для того, чтобы транзистор 22 открылся, а 21 закрылся. В результате этого включается тиристор 24, а тиристор 23 иод действием напряжения на коммутирующем

конденсаторе 25 выключится. При этом получает питание электромагнит 27, переключающий исполнительный орган в положение, при котором начинается разгрузка. Нагрузка, создаваемая силовозбудителем, начинает падать.

движок потенциометра 9 перемещается вверх

и при достижении заданного резистором 10,

11 или 12 иижнего нредельного значения ироизойдет опрокидывание триггера.

В начале каждой разгрузки счетчик циклов

30 получает имиульс. Значение сопротивления резисторов 10, 11, 12 должны устанавливаться такими, чтобы при величинах нагрузок, лежащих между заданными значениями РМИН и макс, сигнал, снимаемый с движка потенциометра 9, не был достаточным для открытия одного из транзисторов 21 и 22. Такая настройка задающих резисторов, а также использование транзисторов 21 к 22 с. различного типа проводимостью и отсечка диодом 19

цепи базы транзистора 21 в процессе разгрузки, а диодом 20 - цепи базы транзистора 22 в процессе нагружения обеспечивают независимость раздельной установки значений Рмии и Рмакс соответственно переменными резисторами.

Предмет изобретения

Установка для нагружения конструкций при испытании на усталость, содержащая силовозбудитель, соединенный с электромагнитом и системой аварийной защиты, включающей диоды и сигнализаторы, программное устройство и потепциометрический датчик нагрузки, отличающаяся тем, что, с целью повышения иадежности работы установки, в программное устройство введен переключатель силовозбудичеля режимов пагружения и разгрузки, выполненный в виде триггера, управляемого транзисторами, цепи баз которых через диоды,

контакты программного устройства и переменные резисторы соединены со средней точкой движка нотенциометра датчика нагрузки.

1

о

ф-иг.1