Устройство для резонансных испытаний изделий Советский патент 1981 года по МПК G01M7/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗОНАНСНЫХ ИСПЫТАНИЙ

ИЗДЕЛИЙ

1

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для резонансных испытаний изделий и может быть применено в машиностроении.

Известно устройство для резонансных испытаний изделий, содержащее задающий генератор, усилитель мощности, возбудитель колебаний,аппаратуру регистрации амплитуды колебаний 1.

Недостатком устройства является невозможность опреде 1ять предел усталости изделия за одно измерение.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для резонансных испытаний изделий, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, усилитель мощности, возбудитель колебаний, вибропреобразователь, индикатор резонанса, блок автоматической подстройки частоты, аппаратуру регистрации 2.

Недостатком устройства является невозможность определить предел усталости изделия автоматически за одно измерение.

Целью изобретения является автоматизация испытаний изделий.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком формирования сигнала, состоящим из подключенных между задающим генератором и усилителем мощности, последовательно соединенных фазовращателя и управляемого,аттенюатора, а также генератора линейно-изменяющегося напряжения и источника постоянного напряжения, выходы последних подключены ко входам аттенюатора, индикатор резонанса снабжен преобразователем частота-напряжение, вход которого подключен к выходу генератора, вторым источником постоянного напряжения, двумя блоками логарифмирования и блоком суммирования, ко входам последнего подключены выходы блоков логарифмирования, ко входу первого из них подключен выход преобразователя частотанапряжение, ко входу второго - выход второго источника постоянного напряжения, выход блока суммирования подключен к аппаратуре регистрации, блок автоматической подстройки частоты выполнен в виде параллельно включенных ограничителей, первый из них входом подключен к выходу вибропреобразователя, второй - ко входу задающего генератора, а выходами ограничители подключены через последовательно соединенные блок сравнения, выпрямитель и интегратор ко входу задающего генератора. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - график зависимости логарифма амплитуды колебаний изделия р /1 w ч от величины i- wT/ Устройство содержит задающий генератора 1, усилитель 2 мощности, возбудитель 3 колебаний, блок 4 формирования сигнала, включенный между задающим генератором 1 и усилителем 2 мощности, вибропреобразователь 5, устанавливаемый на изделии (не показано), индикатор 6 сигналщум, подключенный выходом к вибропреобразователю 5, аппаратуру 7 регистрации, входом подключенную к вибропреобразователю 5, самописец 8 двухкоординатный. Блок 4 формирования состоит из генератора 9 линейно-изменяющегося напряжения, управляемого аттенюатора 10, фазовращателя 11 и источника 12 постоянного напряжения. Источник 12, фазовращатель 11, генератор 9 выходами подключены ко входам аттенюатора 10. Устройство содержит также преобразователь 13 частота-напряжение, подключенный к выходу генератора 1, блоки 14, 15 логарифмирования, подключаемые к выходам преобразователя 13 и генератора 1 соответственно, блок 16 суммирования, входами подключенный к блокам 14, 15 логарифмирования, а выходом - (к аппаратуре 7 регистрации, преобразователь 17 экспоненциальный, входом подключенный к выходу блока 16 суммирования, блок 18 вычитания, ограничители 19,20. блок 21 сравнения, выпрямитель 22, интегратор 23, ограничители 19, 20 входами подключены к выходам генератора 1 и вибропреобразователя 5 соответственно, выходы ограничителей 19, 20 подключены к блоку 21 сравнения, блок 21 через выпрямитель 22, интегратор 23 подключен ко входу генератора 1, второй источник 24 подлючен к выходу блока 15 логарифмирования, блок 25 логарифмирования подключен к выходу блока 18 вычитaнияJ а выходом - к самописцу 8, блок 26 логарифмирования, включенный между вибропреобразователем 5 и самописцем 8, блок 26 логарифмирования, включенный между вибропреобразователем 5 и самописцем 8. Элементы 13, 14, 15, 24, 16, образуют индикатор 27 резонанса, выход которого подключен к аппаратуре 7 регистрации, образованной элементами 25, 17, 18, 8. Блок автоматической подстройки частоты включает элементы 19, 20, 21, 22, 23. Устройство работает в двух режимах: первый - определение собственной частоты изделия; второй - автоматическое определение предела усталости в режиме резонансных колебаний. В режиме определения собственной частоты колебаний изделия на один из входов генератора 1 подается небольщое постоянное напряжение источника 24. Генератор 1 вырабатывает синусоидальный сигнал, который через фазовращатель 11 и управляемый аттенюатор 10, на который подано постоянное напряжение источника 12, частично открывающее его, подается на усилитель 2 мощности и с него на возбудитель 3 колебаний. Варьируя в небольщих пределах напряжениями источников 12 и 24, добиваются резонанса изделия при отнощении сигнала к щуму на индикаторе 6, приблизительно равного трем. Резонанс регистрируется по максимуму амплитуды колебаний изделий при фиксированном значении на выходе источника 12. В этом случае резонансная частота колебаний изделий практически совпадает с собственной частотой колебаний, В режиме автоматического определения предела усталости устройство работает следующим образом. Включается генератор 9 линейно-изменяющегося напряжения, который начинает вырабатывать периодический сигнал пилообразной формы с периодом несколько минут (1-5). Возрастающее напряжение начинает увеличивать коэффициент передачи управляемого аттенюатора 10, в результате чего входное и выходное напряжения усилителя 2 мощности возрастают. Это приводит к увеличению амплитуды колебаний изделий и выходу его из резонанса. Сигналы вибропреобразователя 5 и генератора 1 ограничиваются с помощью ограничителей 19 и 20, сравниваются блоком 21 сравнения, получивщийся в результате сравнения сигнал, детектируется выпрямителем 22, интегрируется с помощью интегратора 23 и подается на вход генератора 1, в результате чего его частота изменяется до тех пор, пока не наступит резонанс колебаний изделия. Таким образом, происходит отслеживание резонансного режима изделий с ростом амплитуды. Частота колебаний генератора 1 преобразуется в напряжение, полученное напряжение логарифмируется и сравнивается с логарифмом постоянного напряжения источника 24, величина которого была найдена при определении собственной ч7стотьГ7олеб анийизделия. Пол учен„,g р„ том сигнал в виде разности логарифмов экспоненцируется блоком 17, сравнивается с единицей, заданной в виде некоторого постоянного напряжения в блоке 18 вычитания, логарифмируется блоком 25 и подается на один из выходов двухкоординатного самописца 8, на другой вход которого подается с вибропреобразователя 5 через блок 26 логарифмирования сигнал, пропорциональный логарифму амплитуды-колебаний изделия. Результатом работы устройства является диаграмма в координатах „С( где и/-резонансная частота колебаний изделия ;{х/ -собственная частота колебаний; а -

амплитуда колебаний. Предел усталости определяется по отклонению данной зависимости от линейной (фиг. 2).

Предложенное устройство для автоматического определения предела усталости позволяет за счет автоматизации измерений повысить быстродействие испытаний.

Формула изобретения

Устройство для резонансных испытаний изделий, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, усилитель мощности, возбудитель колебаний, вибропреобразователь, индикатор резонанса, блок автоматической подстройки частоты, аппаратуру регистрации, отличающееся тем, что, с целью автоматизации испытаний, оно снабжено блоком формирования сигнала, состоящим из подключенных между задающим генератором и усилителем мощности, последовательно соединенных фазовращателя и управляемого аттенюатора, а также генератора линейно-изменяющегося напряжения и источника постоянного напряжения, выходы последних подключены ко входам аттенюатора, индикатор резонанса снабжен преобразователем частота-напряжение, вход которого подключен к выходу генератора, вторым источником постоянного напряжения, двумя блоками логарифмирования и блоком суммирования, ко входам последнего подключены выходы блоков логарифмирова-НИН, ко входу первого из них подключен выход преобразователя частота-напряжение, ко входу второго - выход второго источника постоянного напряжения, выход блока

суммирования подключен к аппаратуре регистрации, блок автоматической подстройки частоты выполнен в виде параллельно включенных ограничителей, первый из них входом подключен к выходу вибропреобразователя, второй - ко входу задающего генератора, а выходами ограничители подключены через последовательно соединенные блок сравнения, выпрямитель и интегратор ко входу задающего генератора.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

№ 634141, кл. G 01 М 7/00, 1978 (прототип).

СО

(-g

/

/

to а Ф)