Многокоординатный вибростенд

 

Изобретение относится к испытательной технике. Целью изобретения является повышение достоверности виброиспытаний на надежность за счет повышения точности воспроизведения пространственных вибраций. Сигналы с блока 6 вибропреобразователей поступают на первый вход первого вычислительного блока 7, на второй вход которого с первого выхода второго блока 15 задания поступают сигналы, пропорциональные координатам точек установки и коэффициентам поперечной чувствительности вибропреобразователей. Второй вычислительный блок 13 обеспечивает преобразование вибраций в заданных -{ючках в пространственные колебания гег ометричёского центра. На основании выходных сигналов вычислительных блоков 7 и 13 цифровая управляющая машина 9 определяет сигналы управле ния для вибровозбудителей 4. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)4 G О1 М 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

z, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДИДАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТКОЙ (21) 3931336/25-28 (22) !5.07.85 (46) 15.01.87. Бюл. № 2 (71) Институт проблем машиностроения

АН УССР (72) А.Е.Божко, В.П.Шпачук и В.И.Белых (53) 620.178.5(088.8) . (56) Авторское свидетельство СССР № 815548, кл. G 01 М 7/00, 1978 °

Патент Японии № 54-545?, кл. G Ol M 7/00, 1981. (54) МНОГОКООРДИНАТНЫИ ВИБРОСТЕНД (57) Изобретение относится к испытательной технике. Целью изобретения является повышение достоверности виброиспытаний на надежность за счет повышения точности воспроизве„„SU„„1283571 А 1 дения пространственных вибраций.

Сигналы с блока 6 вибропреобразователей поступают на первый вход первого вычислительного блока 7, на второй вход которого с первого выхода второго блока 15 задания поступают сигналы, пропорциональные координатам точек установки и коэффициентам поперечной чувствительности вибропреобразователей. Второй вычислительный блок 13 обеспечивает преобразование вибраций в заданных точках в пространственные колебания ген ометрического центра. На основании выходных сигналов вычислительных блоков 7 и 13 цифровая управляющая Ф машина 9 определяет сигналы управле ния для вибровозбудителей 4 ° 1 ил. 128357

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано, когда испытуемому объекту в пространстве необходимо сообщить многокоординатный вибрационный процесс, характеризующийся произвольным набором линейных и угловых обобщенных координат.

Целью изобретения является повышение достоверности лабораторных испытаний объектов на вибронадежность, достигаемое вследствие повышения точности воспроизведения пространственных вибраций эа счет учета влияния коэффициентов поперечного преобразования.

На чертеже представлена блок-схема вибростенда °

На чертеже приняты следующие обозначения: Oxyz — система координат, связанная с геометрическим центром поверхности платформы;

О< х,у,z — система координат, связанная с точкой приспособления (ис25 пытуемого объекта), заданной методикой на проведение испытаний. Иногокоординатный вибростенд содержит платформу 1, предназначенную для установки с помощью держателя 2 испытуемого объекта 3, вибровозбудители 4, соединительные узлы 5, выполненные в виде подвижных штанг, сильфонов и пружин, связывающих вибровозбудители 4 с платформой 1, последовательно соединенные блок 6 вибропреобразователей, связанный с платформой 1, первый вычислительный блок

7, первый аналого-цифровой преобразоватсль 8, цифровую управляющую ма- »и шину 9, цифроаналоговый преобразователь 10 и блок 11 формирования уп2 щие эксплуатационным вибрациям в

К-ой точке приспособления для держателя 2 либо испытуемого объекта 3, заданной методикой на проведение лабораторных испытаний сигналы описываются вектором, например, виброускорения

< "« "«" « "»» -«1

"»- -« "« "» "» -» где х, у, z, y ", Я, q, — линейные и угловые ускорения в заданной К-ой точке.

Сигналы поступают на первый вход второго вычислительного блока 13, на второй вход которого одновременно с второго блока 15 задания поступает сигнал, соответствующий координатам (х„, у, z ) заданной точки приспособления (испытуемого объекта) относительно геометрического центра поверхности платформы стенда (кординаты полюса О, в системе координат

0xyz)..

Второй вычислительный блок 13, Ъ обеспечивает преобразование вибраций в заданной точке держателя 2 либо . испытуемого объекта 3 (вектор 1„) в пространственные колебания геометрического центра поверхности платформы стенда .(вектор S (х,, у", i @+9 cj где х, у, z", g 8<, ф» — линейные и угловые ускорения геометрического центра — полюса 0 поверхности платформы) . Для угловых ускорений вектора S выполняются равенства

Ф как держатель 2 (испытуемый объект

3) жестко связан с платформой.

Расчет линейных ускорений век« тора S осуществляется по выражению равляющих сигналов, выходы которого соединены входами вибровозбудителей

4, последовательно соединенные первый блок 12 задания„ второй вычислительный блок 13 и второй аналого-цифровой преобразователь 14, выход которого соединен с вторым входом цифровой управляющей машины 9, и второй блок !5 задания, первый и второй вы" ходы которого соединены с вторыми входами соответствующих вычислитель- ных блоков 7 и 13.

Вибростенд работает следующим образом.

Первый блок 12 задания, выполненный, например, на базе магнитографа, формирует сигналы, соответствуюук хк0

0 z„-(к (1) ек охк х

У

-« х, У," (ч" 8 ф")

z«I

Применение второго вычислительного блока 13 и второго блока 15 задания позволяет, таким образом, вос 0 производить на платформе стенда пространственные колебания (вектор S ), Ф соответствующие пространственным

« колебаниям (вектор S„), заданным в любой К-ой точке держателя 2 (испы55 туемого объек.га 3), при этом одновременно исключается влияние геометрических и весовых параметров держателя 2 и объекта 3 при их опытноконструкторской доводке на действую3571 вительности котоУ

1 (Б, х, Бо У«) (Sn y Sn z ) (Бп, х1 Бо, х<) 3 )28 щие на объект нибронагрузки, так как координаты x„y z полюса О, определяются конкретно для каждого типа (схемного исполнения) приспособления или испытуемого объекта.

С выхода второго вычислительного блока 13 сигнал через второй аналогово-цифровой преобразователь 14 поступает на второй вход цифровой управляющей машины 9, которая вырабатывает управляющие сигналы и через цифро-аналоговый преобразователь 10 подает их на блок 11 формирования сигналов управления.

Виброноэбудители 4 через соединительные узлы 5 передают вибрационное воздействие на платформу 1, где размещены держатель 2 с испытуемым объектом 3 и блок 6 вибропреобраэователей. Количество и места установки вибропреобразователей блока 6 определяются в соответствии с необходимыми условиями испытаний. Выходные сигналы U„;, U ., П . -ого виб ропреобраэователя зависят от угло-вых колебаний платформы, коэффнциенР тов поперечнрй чувствительности и координат точек крепления датчиков и определяются системой уравнений

Uxl Sol х+Бп у+Бп z+(Sn x>-So у;)i +

+(S> y. Sn z;)6 (Б х; Sî 2 )ф п, x+S . y+S „; z+ (S > х S „. у; Ц +

+(S„y,-S z,)e -(S„õ,-S„.z,)ñ ;

U< S„.x+Sn, у+Б . е+(Б,. х-S„Ó,)g+

+ (Бо; у; Бп, z; ) О - (S; х; -Бя, я, ) ч«, (2) где U„,, U>,, U — выходные сигналы вибропреобразователей, оси чувст— определитель системы уравнений (2);

bx, а у, d z, д(у, ь В, й(р — определители, получающиеся из определителя заменой столбца, составленного из коэффициентов при неизвестной компоненте векторе оставляющими векторами О . рых ориентированы в направлении осей

Ох, Оу и Oz соот.5 ветственно;.

// II у н х,у,z, у, 8, g — текущие (воспроизводимые) линейные и угловые ускорения геометрического l0 центра поверхности платформы l; — координаты точек установки i-го виб ропреобраэонателя

15 н системе координат

Oxyz;

S<,, Sn — основная и попереч- ная чувствитель ности i-ro вибропреобразователя.

Выходной сигнал блока Ь вибропреобразователей (вектор U=(U>,...,U

U),,...,Uq;,Uz,,...,Uz.) ) поступает на первый вход первого вычислительного блока 7, на второй вход которого от второго блока 15 задания поступают сигналы, пропорциональные координатам точек устанонки вибропреобразователей (вектор А (х; у; z;) и коэффициентам поперечной чувствительности вибропреобразователей (вектор Б„ = jSn,, Б, . ..«Sn 3, определяющийся экспериментально до начала испытаний).

35 Расчет вектора воспроизводимых вибраций S = (х, у, z, 4« « 8 (p) в точке, соответстнующей геометрическому центру платформы 1, производится вычислительным блоком 7 по следующим

40 Ьх ° hv ° з . выражениям х, у —; z = -у-, ° >v." в. è у- —,;В= —,;

Применение второго блока 15 задания позволяет дополнительно учесть влияния коэффициентов поперечной чувствительности вибропреобразователей на линейные и угловые ускорения платформы I °.

128

Составитель Ю.Круглов

Техред Л.Серщокова Корректор Е.Сирохман

Редактор Л.Повхан

Заказ 7428/38 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll"3035, Москва, .Ж-35, Раушская наб., д. 435

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4

С выхода первого вычислительного блока 7 сигнал через первый аналогоцифровой преобразователь 8 поступает на первый вход цифровой управляющей машины 9, которая рассчитывает требуемые значения сигналов управления каждым вибровозбудителем 4, Использование многокоординатного вибростенда повышает точность . воспроизведения пространственных вибраций на платформе стенда, точность воспроизведения эксплуатаци% онных нагрузок и достоверность лабораторных испытаний, что позволяет выявить недостатки конструкции изделия и своевременно устранить их.

Формула и э о б р е т е н и я

Многокоординатный вибростенд, содержащий платформу, предназначенную для установки испытуемого изделия, вибровозбудители, соедини тельные узлы, связывающие вибровозI

3571 6 будители. с платформой, последовательно соединенные блок вибропреобразователей, связанный с платформой, вычислительный блок, аналого-цифровой преобразователь, цифровую управляющую машину, цифроаналоговый преобразователь и блок формирования управляющих сигналов, выходы которого соединены с входами вибровозбуди10 телей, и блок задания, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности за счет повышения точности воспроизведения пространственных вибраций, он снабжен по15 следовательно соединенными вторым блоком задания, первый выход которого соединен с вторым входом вычислительного блока, вторым. вычислительным блоком, первый вход которого со20 единен с выходом первого блока задания, и вторым аналого-цифровым преобразователем, выход которого соединен с вторым входом. цифровой управляющей машины.