Устройство для виброиспытаний

 

Изобретение относится к испытательной технике и может применяться при ускоренных виброиспытаниях механических изделий. С целью повышения производительности испытаний за счет использования алгоритма выбора фазового сдвига, учитьшающего ортогональность собственных форм колебаний ме- :ханической системы с распределенньв и параметрами, в устройство, содержащее генератор 1, сопровождающий фильтр

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (191 (11) (5д 4 0 01 М 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4078884/24-28 (22) 20.06.86 (46) 30;11.88. Бюл, 1(- 44 (71) Харьковский институт радиоэлек,троники им. акад.. М.К.Янгеля (72) И.Ш.Невлюдов, А.И.Хянникяйнен . и А,В.Голенко (53) 620,178,5(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1097902, кл. G 01 M 7/00, 1982, Авторское свидетельство СССР

У 1244529, кл. G 01 М 7/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИВРОИСтБТАНИЙ (57) Изобретение относится к испытательной технике и может применяться при ускоренных виброиспытаниях механических издели6. С целью повышения производительности испытаний за счет использования алгоритма выбора фазового сдвига, учитывающего ортогональность собственных форм колебаний ме.ханической системы с распределенными параметрами, в устройство, содержащее генератор l сопровождающий фильтр

1441222

2, самописец 4, усилитель 5 мощности, вибратрр 6, вибропреобразователь

7, изделие 9, согласующий усилитель

l0, фазовый детектор 11, детектор 12 абсолютной величины, интерполятор 13, дифференциатор 14, нуль-детектор 15, счетчик 16, согласующий усилитель 17, введены сопровождающие фильтры 3.13.N, вибропреобразователи 8,1-8.N, вычислительные блоки 18.1-1P.N, содержащие аналоговые перемножители

Изобретение относится к .испытательной технике и может применяться при ускоренных виброиспытаниях механических изделий.

Цель изобретения — повышение производительности испытаний за счет исполвзования алгоритма выбора фазового сдвига с „, учитывающего ортогональность собственных форм колебаний меха-)Q нической системы с распределенными параметрами.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, на фиг. 2(а-д) — частотные диаграммы его работы; на фиг. 3 — 15 переходная характеристика фазового де, тектора.

Устройство содержит генератор l сопровождающий фильтр 2, сопровож- 20 дающие фильтры 3.1-. 3.N, самописец 4, усилитель 5 мощности, вибратор 6, вибропреобразователь 7, вибропреобраэователи 8.1-8.N изделие 9, согласующий усилитель 10, фазовый детектор 11, детектор 12 абсолютной величины, интерполятор 13, дифференциатор 14, нуль-детектор 15, счетчик 16, согласующий усилитель 17, вычислительные блоки 18.1-18.И, в состав которых входят аналоговые перемножители 19.119,N, аналоговые коммутаторы 20.1—

20.N многоканальные регулируемые делители 21.1-21.N. Устройство также содержит N-входовые суммирующие уси- 35 лители 22, 23, источник 24 опорного напряжения. Выход генератора 1 через усилитель 5 мощности подключен к входу вибратора 6, на выходе которого

19.1-19.N, аналоговые коммутаторы

20.1-20.N> многоканальные регулируемые делители 21.1-21,N, также введены N-входовые суммирующие усилители

22, 23, источник 24 опорного нипряI жения . Введенные блоки обеспечивают возможность выбора фазового сдвига по алгоритму, обеспечивающему оптимальный набор резонансных частот, на которых проводятся испытания, с минимальными затратами времени, 3 ил, установлен вибропреобраэователь 7, выход которого через согласующий уси1 литель 10 подключен к входу сопровождающего фильтра 2. Каждый вычислительный блок 18.1-1 8.11 содержит многоканальный регулируемый делитель

21.1-21.Н, выходы которого подключены к сигнальным входам аналогового коммутатора 20.1-20.N, выход которого подключен к входу аналогового перемножителя 19,1-19.N.

Устройство работает следующим образом.

Электрический сигнал с выхода генератора 1 после усилителя 5 мощности преобразуется вибратором 6 в механические колебания, амплитуда которых стабилизируется цепью компрессии, образованной вибропреобраэователем 7, установленном на выходе вибратора 6, согласующим усилителем 10 фильтром

2, информационный выход которого подключен к входу блока компрессии генератора 1. Сопровождающий фильтр 2 с целью селекции основной частоты вибрации управляется от генератора 1, в связи с чем его управляющий вход соединен с выходом блока развертки частоты генератора 1. Установленные на изделии 9 вибропреобразователи 8.18,N вырабатывают электрические сигналы, пропорциональные величине отклика изделия 9 на приложенное.со стороны вибратора 6 воздействие, которые после усилителей 17,1-17,N подаются на входы сопровождающих фильтров 3.1-3.N, управляющие входы. которых объединены с аналогияным входом фильтра 2.

1441222

Для получения закона управления на выходе коммутатора 20, являющемся разверткой частоты генератора 1 ис- сигнальным выходом вычислительного пользуется следующее исходное уравне- блока 18, формируется напряжение,соние следующее из теоремы о раэложе- ответствующее значению одного слагаер 5 нии установившихся вынужденных коле- мого функции у (t).

6 баний по собственным формам. Периодическая функция у (t ) форВ н М мируется на выходе первого суммируюя(х;,с)я (х;)в(о(Ос+ (((о))к) 2. е)е (к;)) щего усилителя 23, входы которого

1 1 je:{

1О соединены с сигнальными выходами соотгДе W(x,t) — виброперемещение ислытУ- ветственно всех вйчислительных блоков емого изделия в точке К; 18, Искомый фазовый сдвиг(р () выК)((Я) — функции, отражающие дина- рабатывается фазовым детектором )1, мические свойства изде- сигнальные входы которого подключены лия на соответствующих 15 к единичному выходу фильтра 2 и выхособственных формах коле- ду суммирующего усилителя 21. После баний; преобразования к однополярному виду

Q „(K) — фазовый сдвиг вынужден- детектором 12 абсолютной величины ных колебаний по Х-й сигнал управления поступает на в .од форме по отношению к 20 интерполятора 13, служащего для вибровоздействию. "сглаживания" скачков напряжения при

Из уравнения следует, что фазовый переходе к новой собственной форме„- н сдвиг cgt(4)) между вынужденными коле- далее на вход управления скоростью баниями на 1-й собственной форме ис- развертки частоты генератора 1. При пытуемого изделия 9 и воздействием 25 д ()/90 развертка частоты генерато1р на частоте Q равен фазовому сдвигу ра 1 происходит с некоторой скоромежДУ некотоРой пеРиоДической фУнк- 1стью, пропорциональной величине фаэоцией времени )вого сдвига (р,,(()), т.е. скоростью макН симальнои, если с1) (())-у 0 или q< ((..))-р у (t)= М(х;,t)u (х ) 30 !80 (по перехор чой характеристике фазового детектора 11, фиг. 3), и прои воздействием на частоте О . исходит полная остановка раэвер-ки

Ддя формиРования сигналов у (t) частоты генератора 1, если <у (д)=90 для И собственных форм колебаний изделия, проявляющихся в диапазоне ча- С информационных выходов фильтров стот испытаний или же заданных для 3 снимаются напряжения, пропорциональиспытания, в устройстве используется ные амплитудам откликов изделия 9, к источник 24 опорного напряжения, сое- которые регистрируются многоканальным диненный с входами вычислительных самописцем 4, а также подаются на блоков 18. Собственные формы д (x) 4O соответствующие входы второго-суммимогу: быть вычислены теоретически или Рующего Усилителя 22, выход которого же предварительно измерены путем ис- соединен с входом дифференциатора 14. пытания макета, так как они не зави- После окончания переходных процес(ов, сят от размеров изделия и уровня.воз- что свидетельствует об установлении действия, а определяются только фор- 45 амплитуды вынужденных колебаний на мой изделия, граничными условиями,, соответствующей 1-й собственной форраспределением массы и жесткости. Не- ме, на выходе дифференциатора 14 пообходимое значение напряжения, соот- является нуль, по которому нуль-деветствующее 1-й форме (х) в каждом тектор 1S вырабатывает импульс, перевычислительном. блоке 18, посредством 50 водящий счетчик 16 в новое состояние, коммутатора 20, управляемого счетчи- соответствующее следующей (1+1)-й ком 1б, задает код номера формы, по собственной форме. Новый код формы которой производится управление, по- на выходе счетчика lб переключает все дается на вход аналогового перемножи- аналоговые коммутаторы 20 в М вычистеля 19, на другой вход которого по- 55 лительных блоках 18, подключающих к дается напряжение, пропорциональное входу соответствующих перемножителей отклику иэделия в i-й контролируемой 19 новые 1+1 регулируемых деталей 21, точке с единичного выхода соответ- . что приводит к появлению на выходе ствующего сопровождающего фильтра 3, первого суммирующего усилителя 23

1441222 новой функции у (4). Фазовый детектор 11 на выходе вырабатывает сигнал, соответствующий фазовому сдвигу, близкому к нулю, который после детек5 тора абсолютной величины 12 и интер.полятора 13 подается на генератор 1 и обеспечивает управление разверткой частоты по (1+1)-й форме.

Формула изобретения

Устройство для виброиспытаний, содержащее генератор, усилитель Momности, вибратор, испытуемое изделие, интерполятор,детектор абсолютной величины, фазовый детектор, нуль-детектор, счетчик, самописец, основной вибропреобразователь, согласующий усилитель, сопровождающий фильтР, И дополнительных вибропреобразователей, К дополнительных согласующих ус тлителей, К аналоговых коммутаторов, основной вибропреобразователь предназначен для установки на подвижной час- 25 ти вибратора, дополнительные вибропреобразователи предназначены для установки на испытуемом изделии, сигнальный выход генератора через последовательно соединенные усилитель мощности, вибратор, основной вибропреобразователь и согласующий усилитель подключены .к сигнальному входу сопровождающего фильтра, первый выход которого подключен к первому управляю-щему входу генератора, второй выход сопровождающего фильтра подключен к первому входу фазового детектора, выход кохорого через последовательно соединенные детектор абсолютной величины и интерполятор подключен к второму управляющему входу генератора, первый и второй управляющие выходы генератора подключены к управляющим входам соответственно самописца и сопровождающего фильтра, выход каждого из N дополнительных вибропреоб1 разователей подключен к входу соответствующего дополнительного согласующего усилителя, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьппения производительно сти испытании В него введены два И- входовых суммирующих усилителя, дифференциатор, ис" точник опорного напряжения, N дополнительных сопровождающих фильтров, N аналоговых перемножителей и N многоканальных регулируемых делителей напряжения, выход детектора абсолютной величины подключен к входу интерполятора, выходы первого и второго суммирующих усилителей подключены соответственно к второму входу Фазового детектора и входу дифференциатора, выход которого через нуль-детектор подключен к входу счетчика, выходы которого подклочены к управляющим входам каждого аналогового коммутатора, выход каждого дополнительно" î согласующего усилителя подключен к сигнальному входу соответствующего дополнительного conyoâoæäàâùåão фильтра, сигнальный выход которого подключен к перзому входу соответствующего аналогового перемножителя, выход которого по,,ключеи к соответствующему входу и.":Рвого суммируюпего. усилителя, выход источника опорного напряжения подключен к входам многоканальных регулируемых делителей, выходы каждого из которых подслючены к группе сигнальных входов oooтветствующего аналогового коммутатора, выход которого подключен к второму входу соответствующего аналогового перемножителя, второй управляющий выход генератора подключен к управляюппы входам дополнительных сопровождающих фильтров, управляющий выход каждого дополнительного сопровождающего фильтра подклю чен к соответствующему входу второго суммирующего усилителя и соответству"ющему управляющему входу самописца.

1441222

a) 4 ог

©oz юг

Редактор А.Келемеш

Заказ 6278/44

Корректор M Васильева

Тираж 847

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, r Ужгород, ул. Проектная, 4

0 н.д. oz

Фи8.2

-7 о Slz аул

Составитель В.Подолян

Техред А.Кравчук