Стенд для испытания на усталость Советский патент 1982 года по МПК G01N3/36 

1

Изобретение, относится к испытательной технике, а именно к стендам для испытания на усталость и может быть использовано в машиностроении.

Известно устройство для испытания металлов, содержащее механизм нагружения, датчики параметров нагружения, подключенные к блокам регистрации и сигнализации появления разрушения 1 .

Устройство позволяет проводить испы- Q ташш металлов на усталость, однако использование устройства возможно только для специально ра шботанных датчиков параметров, кроме того, необходимо до испытания знать места возможного 15 разрушения, где необходимо устанавливать датчики, что не всегда возможно.

Наиболее близким к кзо етению по технической сущности является стенд для испытания на усталость, содержащий 20 механизм нагружения, включающий гидроцилицдр с сервоклапаном, датчики силы И деформации, автомат программного управления, вход которого подключен к

датчику сипы, а выход - к сервоклапану, блоки регистрации и сигнализации, .измеритель амплитуды и блок умножешм (2j ,

Стенд позволяет проводить испытания на усталость металлов, определяя неупру.гую деформацию металла, однако стенд не обладает средствами, позволяющими определить величину раскрытия усталостной трещины, возникающей в изделиях при их упругом деформировании. Стенд не обладает таюда возможностью проведения натурных испытаний изделий.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

Указанная цель достигается тем, что стенд для испытания на усталость стабжен блоком сигнализации последовательно соединенными блоком памяти, сумматором и нуль органом, выход которого подключен к блоку сигнаяизахши, первым И вторым счетчиками с предустановкой, входы которых подключены к измерителю .амплитуды, а выходы к соответственно блоку памяти и сумматору, вторые входы которых подключены к датчшсу дефор шцщ, выход датчика силы подключен к кэмерргепю амплитуды, подключеанному таюке к авимлату программного утфавлеШя к бифку умножетш, второй вход которого подключен к выходу сумматора, а выход - к бноку регистгюшш, подклк ченному также к выходу сумматора. На чертеже представлена блок-схема стенда.Ю Стенд для испытания констругаши 1 на усталость содержит механзюм нагружения. включающий гидронилиндр 2 и сервоклапан 3, автомат 4, датчики 5 и 6 соответственно силы и деформащш, иам яггель 7 амплитуды и нуль-орган 8 первый и второй счетчики 9 и 10 с пред установкой, подключенные к выходу измерителя 7 амплитуды, входы которого подключены к автомату 4 и датчику 5 силы, последовательно соединенные блок 11 памяти, входы которого подключены к датчику 6 деформации и первому счетчику 9, и сумматор 12, выходь которого подключены к нуль-органу 8, блоки 13, 14 соответственно умножения и регистрации, стенд содержит также блок 15 сигнализации, подключенный к нульоргану 8. Стенд работает следующим образом. При включении стенда усилие, нагружающее конструкцию, возбуждается гидр ядалиндром 2, подача рабочей жидкости в который регулируется сервоклапаном 3 Сервоклапан 3 подключен к автомату 4 программного управления, который ведет вправление по ступенчатой nporpai vie. Испытания 1ФОВОДЯТ по усилию в зоне упругой деформашш конструкции 1. Сигнал, пропорциональный усилию, поступает уг датчика 5 силы в автомат 4. Автома 4 задает по программе максимальное (амплитудное) значение силы измерителю 7 амшштуды. Во время работы при достижении равенства сигналов, поступающих в измеритель, последний вырабатьтает импуттьс, кoтqpый поступает в счетчики 9 и 10 импульсов с предустановкой. Причем за счет предварительной установки счетчик 9 вырабатывает сигнал зшшси в блок 11 памяти на одном из первых срабатЬтаний измерителя 7. Таким образом, при достижении амщиту ды заданного усилия на одном из первы циклов нагружения в каждой ступени задания блок 11 памяти запо гшает значе ние деформации конструкции, поступающе от датчика 6 деформации. Значение деформашш, запомненное на одном ИЗ первых циклов нахружекия каждой ступешг задания, поступает в сумматор 12, на вход которого также поступает текущее значение деформации от датчика 6 деформаций. По сигналу счетчика Ю сумматор 12 алгебраически суммирует значение деформаций на цикле испытания и последующих шпелах. Сигнал на выходе счетчика 1О с предустановкой формируется в моменты достижения амшштуды усилия. Причем, счетчик 9 вьшолнен таким образом, что срабатывает только один раз достижении значения предустановки, а счетчик 10 срабатьгоает каждый раз (циклически) при доспокении значения предустгановки. При этом значение предустановки счетчика Ю устанавливают больше, чем значение предустановки счетчика 9, При переходе на следующую ступень задания автомат 4 з рограл много управления обнуляет счетчики 9 и Ю. (Связь автомата 4 и счетчиков не показана). Результатом алгебраического суммирования сумматором 12 является разница амплитуды деформации на одном из первых циклов нагружения в каждой ступени программы и амплитуды деформашш на последующих циклах нагружения внутри этой ступени. Знак алгебраического суммирования указьгоает на упрочнение или разупрочнение (разрушение) конструкции. В последнем случае для испытания на изгиб в зоне упругой дефор Л 1 ШИ результатом сумматора 12 будет являтся приращение амплитуды деформации, т.е. величина раскрытия трещины. Значение раскрытая треишны пистуавет на вход нуль-органа 8, блок 14 регистрации и блок 13 умно женця, который величину раскрытия трещины умножает на значение уаилия, поступающее на его вход от датчика 5 силы и тем самым на выходе формируется значение, пропорциональное выполненной работе разрущения, которое поступает в блок 14 регистрации. Нуль-орган 8 вырабатьшает сигнал в момент достижения величины приращения амплитуды деформации (величшш раскрытия трещины при испытании на изгиб) заданного значения. Сигнал с выхода нуль-чзргана 8 включает блок 15 сигнализации. Еслч установку нопь-сргана 8 вьшолнять близкой к нулю, то сигнал поступает на вход блока 15 сигнализации в самом начале разрушения. Иэо етение расищряе - фувк1щощ1пь ные возможности стевда, обеспечивая лриведеше вспытаннй на усталость напгурвых коиструщий в обпастЕ упрутч5й деформатетк. Формупй изобретения Стенд дгш испытания на усталость, содержанщй механизм нагружения, вклюяающий пздроцишЕндр с сервоклапаном, датчшщ сипы и деформации автомат 1фограм1 1ного управления, вход которого подшючен к датчику силы, а шлход - к сервоклапану, блоки рогистрадии и сигна лизапии, измеритель амплитуды и блок умножения, отличаюэдийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен посяедоватепьно соединенными блоком памяти, сумматором и нуль-органом, выхо которого подключен к блоку сигнализапи 9 первым И вторым счётчиками с предухларновкой, входы которьк подкпхучены к вэм@рителю амплитуды а выходы к соответственно бпоку памяти и сумматору, вторые входы подключены к чику дефо1хмаяии, .выход датчика силы подключен к взмеряггепю амплитуды, подключенному также к автомату программного управления и бпоку умноакения, второй вход которого подключен к выхо|ду сум- матора, а выход - к блюку регистрации, годЕШЮченному также к выходу сумматора. Источшош информации, принятые во внимание iiftK экспертизе 1.Школьник А. М. роста трещин и живучесть металла, М., Металлурпш, 1973, с. 14-18. 2.Автоматизированная сястема обработки экспериментальных результатов щи исследовашв усталостного повреж дения металлов ИППП АН УССР. Информаиионное письмо N 41. ПНаукова думКиев, 1973 (тфототип).