Устройство для определения долговечности изделий Советский патент 1982 года по МПК G01N3/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ИЗДЕЛИЙ .

I

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для определения долговечности изделий.

Известно устройство для измерения усталостной долговечности конструкций содержащее преобразователь деформации в электрический сигнал, блоки среднеквадратических откловений и нелинейного преобразования, блок -управления, фильтр с перестраиваемой частотой ; характеристики и регистратор 1 .

Устройство -позволяет определять усталостиую долговечность изделий, однако точность определения долговечности недостаточная, что обусловлено ошибками измерения при перестройке частотной характеристики фильтра.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для определения долговечности изделий, содержащее измерительный преобразователь, функциональный блок, блок деления и регистратор {2.

Устройство позволяет с больщей точностью определять долговечность изделий, однако в нем используют дорогостоящие измерители

средаеквадратических значений и блоки нелинейного преобразования.

Целью изобретения является снижение стои-мости устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство для определения долговечности изделий снабжено управляемым генератором импульсов и блоками, умножения и деления, входы управляемого генератора импульсов, блока умножения и второго блока деления

to подключены к выходам функционального блока, вход которого подключен к измерительному преобразователю, выходы управляемого генератора импульсов и блока умножения подключены соответственно, ко входам второго и

IS первого блоков деления, к другому входу которого подключен выход второго блока деления, а вход регистратора подключен к выходу первого блока деления.

На чертеже представлена блок-схема уст20ройства. Устройство для определения долговечности изделий содержит измерительный преобразователь 1, выход которого подключен ко входу функционального блока 2. управляемый 396 генератор 3 импульс в, входом подключенный к выходу функционального блока 2, а выходом - ко входу второго блока 4 деления, пер вый блок 5 деления с подключенным к нему регистратором 6. К выходам функционального блока 2 подключен также блок 7 умножения. Функциональный блок 2 состоит из последовательно соединенных первого нуль-органа 8, ;Jcлючa 9/ нелинейного элемента 10 и второго нуль-органа И, ко второму входу которого подключен через амплитудный детектор 12 выход преобразователя 1. Выход второго нульоргана И подключен к управляющим входам амплитудного детектора 12 и триггера 13, второй вход которого подключен к выходу первого нуль-органа 8. Функцион4 Ш ш блок 2 включает также генератор 14 ВЧ импульсов и соединенный с ним второй ключ 15, управляющий вход которого соединен с выходом триггера 13, подключенным также ко входу генератора 3 импульсов. Блок 4 деления состоит из первого и второ го счетчиков 16 и 17, первые входы которых подключены к выходу нуль-органа 8, вторые соответственно к выходам ключа 15 и генератора 3 импульсов, а выходы счетчиков 16 и 17 подключены к первой схеме 18 сравнения, выход которой подключен ко входу счетчика 17. Блок 5 деления состоит из третьего и четвертого счетчиков 19 и 20 и второй схемы 21 ;сравнения, выход которой подключен ко входу счетчика 20 и регистратору 6. Вход третьего счетчика 19 подключен к выходу первой схемы 18 сравнения. Блок 7 умножения включает генератор 22 пачки импульсов, пятый и щестой счетчики 23 и 24, третью схему 25 сравнения, а также генератор 26 НЧ импульсов, вход которого подключен к выходу третьей схемы 25 срав- нения, а выход - к счетчику 24 и генератору 22 пачки импульсов, выход которого подключен ко .входу счетчика 20. Входы счетчиков 23 и 24 подключены, соответственно к вь1ходу нуль-органа 8 и схеме 25- сравнения. Определение долговечности устройством основано на замене реальных случайных, нагрузок периодически повторяющейся выборкой. В этом случае для определения количества циклов Мдрщ, которое проработает изделие до разрушения, используют известную зависимость N Общ, iv )(О Й1 N,-относительная длительность действия;-амплитуда нагрузки; - количество циклов, которое проработает изделие до разрушения при циклической нагрузке равной i-ой амплитуде (находится по кривой выносливости). , Величину определяют для каждой полуволны силыI, В этом случае формулу (1) .можно записать в виде м -.. jvt-e количество амплитуд нагрузки в выборке;положительное число ( ,N. , N.... Ы.. Устройство работает следующим образом. Напряжение с выхода измерительного ире образователя 1, представляющее собой случайный процесс, поступает на вход амплитудного детектора 12 и первого нуль-органа 8. Амплитудный детектор 12 вьщеляет амплитуды положительных полуволн напряжения. Нульорган 8 формирует из полуволн напряжения прямоугольные импульсы. Положительная полуволна с выхода нуль-органа 8 открывает ключ 9, через который заряжается емкость R q цепи нелинейного элемента 10. Одновременно передний фронт этой по;1уволны открывает триггер 13, который, в свою очередь, открывает ключ 15. Через ключ 15 импульсы от генератора 14 ВЧ импульсов поступают на вход первого счетчика 16. При переходе напряжения на выходе нульоргана 8 из положительной области в отрицательную ключ 9 закрывается и напряжение на эыходе нелинейного элемента 10 начинает спадать по экспоненте, т. е. по кривой, совпадающей по форме с кривой выносливости. При снижении налряжения до величины, равной напряжению полуволн на выходе преобразователя 1, срабатывает второй нуль-орган 11, , который сбрасывает напряжение амплитудного детектора 12 и закрывает триггер 13. Последний закрывает ключ 15, и подача импульсов на вход счетчика 16 прекращается. При этом задний фронт импульсов напряжения на выходе триггера 13 запускает управляемый генератор 3 импульсов. Пачка импульсов с количеством импульсов 1 поступает на вход счетчика 17. Так как напряжение на выходе элемента 10 спадает по кривой , совпадающей по форме с кривой выносливости, количество импульсов, поступающих на вход счетчика 16, будет пропорционально . Частоту генератора 14 выбирают такой, чтобы количество импульсов, поступающих на счетчик 16, было равно N... При достижении в счетчике 17 количества импульсов, равного N , срабатывает первая схема 18 сравнения и на вход счетчика 19 поступает импульс напряжения. Этот же импульс сбрасывает результат со счетчика 17. Далее счетчик 17 вновь заполняется и процесс повто ряется. В результате на счетчик 19 поступает количество импульсов, равное e|N После прохождения m напряжения с выход преобразователя 1 на счетчике 19 зафиксирует ся сумма .(e/N). it Второй этап работы осуществляется после окончания выборки. При этом используется генератор 22 пачки импульсов. Генератор 22 запускается m раз. При каждом запуске он генерирует пачку импульсов (количество импульсов в пачке 1). Запуск осуществляется генератором 26 НЧ импульсов, вход которого соединен с выходом схемы 25 сравнения, которая формирует коман дный импульс на своем выходе при достижении равенства числа импульсов на счетчике 23 числу m установленному в счетчике 24. Пачки импульсов от генератора 22 поступают на счетчик 20. С помощью схемы 21 сравне ния, аналогично схеме 18, происходит деление количества импульсов, поступивших в счетчик 20 на количество импульсов, зафиксированных в счетчике 19, т. е. реализуется формула (1). Результат фиксируется в регистраторе 6. Устройство позволяет снизить затраты на определение долговечности изделия, используя блоки деления и умножения, имеющие невысокую стоимость. Формула изобретения Устройство для определения долговечности изделий, содержащее измерительный преобразователь, функциональный блок, блок деления и регистратор, отличающееся тем, что, с целью снижения стоимости устройства, оно снабжено управляемым генератором импульсов и блоками умножения и деления, входы управляемого генератора импульсов, блока умножения и второго блока целения подключены к выходам функционального блока, вл(Щ которого подключен к измерительному преобразователю, выходы управляемого генератора импульсов и блока умножения подключены, соответственно, ко входам второго и первого блоков деления, к другому Bxojxy которого подключен выход второго блока деления, а , вход регистратора подключен к выходу первого блока деления. Источники информации, во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 643775, л. G 01 N 3/06, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР N 754250, л. G 01 N 3/06, 1978 (прототип).