Устройство для усталостных испытаний изделий Советский патент 1980 года по МПК G01M7/00 

(54) УСТГОЙСТВО ДЛЯ УСТАЛОСТНЫХ ИСПОТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ

1 .

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для усталостных испытаний изделий, и может быть использовано в мгаииностроении,5

Известно устройство для усталостных испытаний изделий, содержащее измерители параметра нагружения, силовозбудители, программно-задающее Ю устройство. Устройство позволяет воспроизводить сосредоточенные или распределенные нагрузки jl.

Недостаток устройства - недостаточная точность воспроизведения 15 заданных нагрузок.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для усталостных испытаний изделий, содержащее последователь- 20 но соединенные силовозбудитель с регулятором, измеритель параметра нагружения, блок сравнения, корректирующее звено, усилитель мощности, задатчик, подключенный выходом к блоку 25 сравнения, программный блок, подключенный выходом ко входу задатчика {21,

Недостатком такого устройства является необходимость в ручной весьма .сложной и громоздкой настройке ко

эффициентов усиления и параметров корректирующих звеньев,производимой перед началом испытаний и требующую весьма частой проверки и корректиров ки в ходе испытаний. Кроме того, подобная настройка является эффективной лишь при определенной скорости нагружения. Для того, чтобы обеспечить устойчивую работу устройства при всех значениях скоростей нагружения, соответствующих различным этапам реализуемой прогрё1ммы, приходится постоянно работать при коэффициентах усиления, уменьшенных до уровня, соответствующего устойчивой работе при максимальной скорости нагружения. В связи с этим может сущестйенно снижаться точность отработки задан-ных параметров нагружения.

Цель изобретения - повышение точности нагружения.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено анализатором сигналов рассогласования, имеющим параллельные каналы переменной и постоянной составляющих сигнала рассогласования, каждый из которых включает последовательно соединенные частотно зависимое звено, которое подключено входом к блоку сравнения, уси литель-преобразователь, компаратор, задатчйк предельного значения сигнала рассог; асования, подключенный ко вторЬму входу компаратора, общий для каналов блок управления, выходы которого подключены ко входам коррек тирующего звена, усилителя мощности Ыпрограммного блока. На фиг. 1 изображена блок-схема устройства) на фиг. 2 - блок-схема анализатора сигнала рассогласования Устройство содержит силовозбудитель 1, действующий на испытуемое изделие 2, измеритель 3 параметра нагружения, усилитель 4, задатчйк 5, блок 6 сравнения, входами подключенный к задатчику 5 и усилителю 4, кор ректирующее звено 7, усилитель 8 мощ ности, регулятор 9 силовозбудителя 1 Силовозбудитель 1, измеритель 3 параметра, усилитель 4, блок б сравнения, корректирующее звено 7, усили тель 8 мощности и регулятор 9 силовозбудителя 1 соединены последовательно и образуют замкнутый контур Устройство содержит программный блок 10 подключенный выходом через задатчйк 5 кблоку б сравнения, блок 11 защиты, подключенный входом к. выходу измерителя 3 параметра нагружения, анализатор 12 сигнала рассогласования, вход которого подключен к выходу блока б сравнения, а выходы ко входам блока 11 защиты, корректирующего звена 7, усилителя 8 модности и программного блока 10. Анали затор 12 сигнала рассогласования содержит частотно-зависимые звенья 13и 14, которые выделяют постоянную и переменную составляющие соответств но, усилители-преобразователи 15 и 16, входами подключенные к выходам частотно зависимых звеньев 13 и 14соответственно, компараторы 17 и 18, задатчики 19 и 20 предельного . значения сигнала рассогласования, блок 21 управления. Компараторы 17 и 18 включены между усилителямипреобразователями 15 и 16 и общим для обоих каналов блоком 21 управления. Задатчики 19 и 20 предельного значения сигнала рассогласования выходами подключены ко входам KOMnap торов 17 и 18. Устройство работает следующим образом. При включении задатчйк 5, управля мый программным блоком 10, начинает выдавать сигналы, определяняцие задан ные значения нагрузки.Блок б сравнен сопоставляя заданное и фак тическое значения нагрузок,вырабатывает сигна пропорицональный их разности. Псэслё прохождения корректирующего звена 7 усилителя 8 мощности сигнал воздейст вует на регулятор 9 силовозбудителя,,/ так, что сигнал рассогласования умен шается до нуля, При устойчивой и точ ной работе устройства сигнал рассогласования не превышает заданных пределов и в нем отсутствует переменная составляющая, возникающая при наличии автрколебаний в контуре управления . В анализаторе 12 сигнала рассогласования частотно зависимые звенья 13 и 14 выделяют постоянную и переменную составляющие. В зависимости от значений параметров- зтих составляющих с помощью компараторов 17 и 18 вырабатываются сигналы, которые поступают в блок 21 управления, воздействующий на усилитель 8 мощности, корректирующее звено 7, программный блок 10 и блок 11 защиты таким образом, что.бы точность воспроизведения заданных нагрузок была не хуже заданной (параметры сигнала рассогласования однозначно характеризуют точность отработки устройством заданных значений нагрузок).Так,если в сигнале рассог-ласования появляется переменная сое- тавляющая с достаточно большой амплитудой, превышающей предельное значение,установленное задатчиком 20,то компаратор 18 вырабатывает сигнал,обеспечивающий уменьшение коэффициента усиления усилителя 8 мощности и увеличение, постоянной времени корректирунвдего звена 7. Если амплитуда переменной составляющей сигнала рассогласования продолжает при этом расти, то блок 21 управления выдает команду в цепи настройки усилителя 8 мсяцности, обеспечивакнцую уменьшению коэффициента усиления усилители. При дальнейшем росте переменной составляющей сигнала рассогласования, что имеет, например, место при неисправностях в элементах системы управления, выдается команда на блок 11 защиты, который прекращает при этом йагружение или разгружает испытуемое изделие 2 . . Если мала постоянная составляющая сигнала рассогласования, а переменная составляющая отсутствует, что свидетельствует об устойчивой работе при точности, превышающей необходимый уровень, блок 21 управления выдает команду программному блоку 10, обеспечивающую увеличение скорости нагружения и т.д. Другими словами, алгоритм работы управляющего устройства обеспечивает автоматическое поддержание скорости нагружения на максимально возможном уровне, при котором не нарушается устойчивость работы автомата, и погрешность нагружения находится в заданных пределах. Устройство работает аналогично при многоканальном исполнении. Общими для всех каналов, в таком слу чае, будут программный блок 10, подключенньлй выходами ко входам задатчиков 5,анализатор 12 сигналов рассогла.сования подключенный входами к блокам 6 сравнения и блок 11 защиты. Изобретение позволяет повысить точность воспроизведения задаваемых нагрузок, и увеличить производительность оборудования за счет автоматической подстройки скорости нагружения . Формула изобретения Устройство для усталостных испыта ний изделий, содержащее последовател но соединенные силовозбудитель с рег лятором, измеритель параметра нагружения, блок сравнения, корректирующее звено, усилитель мощности, залат чик, подключенный выходом к блоку сравнения, программный блок, подключенный выходом ко входу Зсщатчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности нагружения, оно снабжено анализатором сигналов рассогласования, имеющим параллельные каналы переменной и прсто.янной составляющих сигнала рассогласования, каждый из которых включает последовательно соединенное частот-но зависимое звено, которое подключено входом к блоку сравнения, усилитель-преобразователь, компаратор, |3адатчик предельного значения сигнала рассогласования, подключенный ко второму входу компаратора, общий для кацалрв блок управления, выходы которого подключены ко входам корректирующего звена, усилителя мощности и программного блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 241062, кл. G 01 М 7/00, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР 145381; кл, G 01 М 5/00, 1962 (прототип).