Способ задания виброударов



Способ задания виброударов
Способ задания виброударов
Способ задания виброударов
Способ задания виброударов
Способ задания виброударов
Способ задания виброударов
Способ задания виброударов
Способ задания виброударов
Способ задания виброударов

Владельцы патента RU 2583854:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (RU)

Заявленное изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при экспериментальной обработке изделий в лабораторных условиях. Сущность способа заключается в воспроизведении виброударных процессов на электрически управляемых вибростендах, характеризующихся формированием управляющего сигнала в виде временного отрезка импульсной переходной функции, получаемого путем управления начальной фазой и длительностью, причем указанное управление по сути представляет стробирование указанного управляющего сигнала, кроме того формирование указанного управляющего сигнала осуществляют с регулировкой уровня постоянной составляющей задаваемого сигнала. Технический результат заключается в возможности воспроизведения виброудара, регулируемого в пределах, обеспечивающих заданный режим испытаний. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при экспериментальной отработке изделий в лабораторных условиях.

Аналогом предлагаемого изобретения является способ задания испытательного воздействия посредством эталонных ударных импульсов, рекомендованных Международной электротехнической комиссией (см. справочник «Вибрации в технике» т. 5, стр. 481-482, изд. «Машиностроение», М., 1981). Такой способ реально осуществлен в компьютерных системах управления виброиспытаниями (в частности VR8500 и Dactron Laser).

Применение при ударных испытаниях эталонных импульсов подвижная часть вибростенда (а, следовательно, и закрепленное на стенде изделие), находившаяся до удара в состоянии покоя, после удара приобретает остаточную скорость. Если эту скорость не погасить, то подвижная часть стенда будет двигаться до упора. В результате возникнет непредусмотренный вторичный удар, способный привести к поломке стенда и изделия. Чтобы этого не произошло, в системах управления программно предусматривается гашение остаточной скорости. Достижение этого эффекта возможно лишь при выполнении ряда условий, обеспечивающих предварительный разгон подвижной части стенда перед формированием собственно удара и ее торможение после того, как удар уже произведен. Это усложняет работу системы управления. Большинство электродинамических вибростендов имеют свободный ход не более 50 мм, и поэтому они пригодны для воспроизведения импульсов длительностью не более несольких миллисекунд.

Аналогом-прототипом предлагаемого изобретения является «Система воспроизведения удара с применением третьоктавного фильтра» (см. «Mechanical Vibration and Shock Measurements». Bruel & Kjaer, 1980, стр. 259-260).

Практически испытание на виброудар выполняется в виде последовательно включенных импульсного генератора и узкополосного фильтра, а также ряда элементов, обеспечивающих формирование на входе усилителя слаботочного сигнала колебательной формы. Устройство подобного принципа действия рассмотрено также в авторском свидетельстве N 519847 МКИ НОЗК 3/80.

Указанное устройство предназначено для воспроизведения виброударных импульсов с регулированием начальной фазы и длительности формируемого сигнала. Однако его реальное применение для создания однократного или периодически следующего силового воздействия, представляющего собой апериодическое колебание невозможно из-за отсутствия в составе указанного устройства средств оценки величины остаточной скорости движения стенда.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа виброударных испытаний на электрически управляемых вибростендах, при которых формируемое силовое воздействие регулируется в широких предела по основным параметрам, при этом система управления обеспечивает устранение последствия в виде остаточной скорости подвижного элемента.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в способе задания виброударов процессов при их воспроизведении электрически управляемыми стендами осуществляется формирование управление работой стенда с учетом контролируемого минимума остаточной скорости подвижной платформы стенда. При этом скорость определяется интегрированием выходного сигнала виброизмерителя, выраженного в единицах виброускорения.

При этом указанный управляющий сигнал формируют стробированием исходного синусоидального колебания, затухающего по экспоненте.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является возможность воспроизведения на электродинамических стендах виброудара, регулируемого в пределах, обеспечивающих заданный режим испытаний, при этом форма виброудара близка к полусинусоиде.

На фиг. 1-3 показана блок-схема осуществления заявленного способа воспроизведения виброударов. При этом на блок-схеме фиг. 1 показаны связи системы управления 5 с агрегатным комплексом 4 силового оборудования, а на блок-схеме фиг. 2 изображен виброизмерительный канал 6 и его связи с аппаратурой 10 регистрации и обработки сигналов. На фиг. 3 показаны с уточнением связи и операции настройки одного из элементов системы управления, конкретно блока 3 стробирования.

Осциллограммы основных рабочих сигналов и результаты аппаратурной обработки виброудара показаны на фиг. 1-5 Приложения.

Блок-схема фиг. 1 содержит в своем составе следующие аппаратурные устройства:

- импульсный генератор 1;

- узкополосный (частотно-избирательный) фильтр 2;

- блок 3 стробирования;

- агрегатный силовой комплекс 4, содержащий последовательно соединенные усилитель мощности и электродинамический вибростенд.

Первый выход импульсного генератора 1 подключен к входу узкополосного фильтра 2 и к управляемому входу блока 3 стробирования. Второй выход импульсного генератора 1 подключен к синхронизирующему входу аппаратуры 10 регистрации и обработки (см. фиг. 2). Выход узкополосного фильтра 2 соединен с сигнальным входом блока 3 стробирования. Выход блока 3 стробирования соединен с входом силового агрегата 4, конкретно - с входом усилителя мощности, входящего в состав агрегата 4. Все элементы блок-схемы фиг. 1 образует единую систему 5 управления.

Блок-схема фиг. 2 объединяет в своем составе виброизмерительный канал 6, содержащий пьезоакселерометр 7, согласующий измерительный усилитель 8 и интегрирующий усилитель 9, и аппаратуру 10 регистрации и обработки сигналов. При этом пьезоакселерометр 7, согласующий усилитель 8 и интегрирующий усилитель 9 соединены между собой последовательно, выход согласующего усилителя 8 подключен к входу первого канала регистрирующей аппаратуры 10, а вход интегрирующего усилителя 9 соединен с входом второго канала аппаратуры 10.

Взаимодействие элементов блок-схем фиг. 1 и 2 происходит следующим образом.

Сигнал U1 в виде однократного или периодически следующего импульса с первого выхода импульсного генератора 1 поступает на вход узкополосного фильтра 2 и на управляемый вход блока 3 стробирования. Импульс U1 имеет прямоугольную форму и длительность около 1 мс. Воздействие импульса U1 приводит к возникновению на входе фильтра 2 затухающего по экспоненте синусоидального напряжения U2, представляющего собой импульсную переходную функцию фильтра 2. При этом частота сигнала U2 определится настройкой фильтра 2, выполняемой визуально по шкале фильтра. Облик сигналов U1 и U2 показан на осциллограммах фиг. 1 Приложения.

Сигнал U2 с выхода фильтра 2 поступает на вход блока 3 стробирования, на управляемый вход которого с первого выхода импульсного генератора 1 передается импульс U1. Органами настройки блока 3 создается требуемая начальная фаза и длительность сигнала U3 на выходе блока 3.

Сигналы U1 и U3 во временной области показаны на фиг. 2 Приложения. Начальная фаза и длительность сигнала U3 показаны соответственно временными промежутками Δt1 и Δt2.

Кроме того, сигнал U3 регулируется по уровню постоянной составляющей Uп. Облик сигнала U3 с измененным уровнем Uп показан на фиг. 3 Приложения.

Сигнал U3 с выхода блока стробирования поступает на вход усилителя мощности, а с выхода последнего - на электродинамический вибростенд. Последний преобразует электрический сигнал U3 в механическое силовое воздействие N, представляющее виброудар. Заданное значение виброудара N по амплитуде и корректировка по параметрам Δt1 и Δt2 производятся при малой амплитуде виброудара.

Виброудар N воздействует на пьезоакселерометр 7 (см. блок-схему фиг. 2), который преобразует механический удар в электрический сигнал U5, который измерительным усилителем 8 преобразуется в сигнал U6, поступающий на вход первого канала аппаратуры 10 регистрации и обработки. Кроме того, сигнал U6 передается на вход интегрирующего усилителя 9. Поскольку сигнал U6 в физическом смысле представляет виброускорение, то на выходе интегрирующего усилителя 9 получается сигнал U7, непосредственно пропорциональный скорости сформированного системой виброудара. Сигнал U7 передается на вход второго канала аппаратуры 10. Таким образом, обеспечивается одновременная регистрация виброудара как по ускорению, так и по скорости.

Характер полученных при подобной работе систем согласно блок-схем фиг. 1 и 2 показан на фиг. 4 Приложения. При этом верхняя осциллограмма представляет импульс виброускорения, а нижняя - виброскорость. Как видно из осциллограммы ускорения, виброудар с заданными значениями фазы и длительности имеет смещение вниз относительно горизонтали примерно на 50%. Этим обеспечивается полное погашение остаточной скорости движения подвижной платформы стенда. Сравнительный характер осциллограмм ускорения и скорости зарегистрированного виброудара отличается четкой согласованностью. В частности, максимуму ускорения соответствует нулевая величина скорости, а экстремум скорости совпадает с нулевыми значениеми ускорения.

Кроме измерения амплитуды и длительности виброудара аппаратура 10 регистрации и обработки сигналов производит операции математической обработки, в частности быстрое преобразование Фурье. На фиг. 5 Приложения верхний график показывает в логарифмическом масштабе быстрое преобразование Фурье виброудара ускорения (второй график сверху).

В осуществленном варианте предлагаемого изобретения применены следующие аппаратурные устройства:

- в качестве импульсного генератора 1 - генератор Г5-54;

- в качестве фильтра 2 - узкополосный фильтр 01013 (Robotron, Германия);

- в качестве блока 3 стробирования - ограничитель длительности сигналов 2972 (Bruel & Kjaer, Дания);

- в качестве агрегата 4 силового оборудования - система VR 8500(США);

- в качестве пьезоакселерометра 7 - датчик виброускорения KD - 35 (Германия, VEB Metra Mess - Und Frequenztechnik, Radebeul);

- в качестве усилителей 8 и 9 - согласующий предусилитель 00028 (Robotron, Германия);

- в качестве аппаратуры 10 регистрации и обработки - цифровой осциллограф DSO 6012А (Agilent Technologies).

1. Способ задания виброударов, основанный на воспроизведении виброударных процессов на электрически управляемых вибростендах, характеризующийся формированием управляющего сигнала в виде временного отрезка импульсной переходной функции, получаемого путем управления начальной фазой и длительностью, причем указанное управление, по сути, представляет стробирование указанного управляющего сигнала, кроме того, формирование указанного управляющего сигнала осуществляют с регулировкой уровня постоянной составляющей задаваемого сигнала.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что посредством указанных регулировок контролируют минимум остаточной скорости подвижной платформы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для прогнозирования параметров качества обрабатываемой поверхности. Способ включает формирование полигармонического возбуждающего воздействия на входе металлообрабатывающего станка путем взаимодействия инструмента станка в виде шлифовального круга или дисковой фрезы с поверхностью заготовки в виде пластины с пазами прямоугольного профиля в процессе ее обработки с заданными параметрами.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям объектов путем воздействия на них внешним гидростатическим давлением. Способ включает размещение объекта испытаний (ОИ) на опоре, герметичное закрепление на ОИ камеры в виде трубы, заполнение камеры рабочей жидкостью большой вязкости, создание испытательной нагрузки на поверхность ОИ при помощи груза, падающего на плунжер, размещенный в камере над рабочей жидкостью.

Изобретение относится к области испытательного оборудования, предназначенного для испытаний на работоспособность СИ и ВУ при задействовании их импульсами тока различной формы и амплитуды в момент действия ударных нагрузок.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при испытании конструкций и отдельных элементов зданий и сооружений, работающих на изгиб с кручением при статическом и кратковременном динамическом воздействии с определением точной деформационной модели конструкции, например балок или плит.

Изобретения относятся к приборостроению, в частности к контрольно-измерительной технике, а именно к автоматическим средствам непрерывного отслеживания состояния конструкций.

Изобретение относится к области обеспечения надежности и безопасности технических устройств производственных объектов повышенной опасности. Способ заключается в осуществлении системы контроля, включающей оценку состояния технических устройств технологических установок, усиленный входной контроль технического состояния технических устройств технологических установок на основе анализа технической документации с учетом условий эксплуатации, вероятности отказов в период эксплуатации, а также комплексный сопровождающий контроль фактического их технического состояния в условиях увеличенного интервала между капитальными ремонтами.

Изобретение относится к области динамических испытаний конструкций и может быть использовано при испытаниях механических конструкций и электронных систем на динамические механические или электронные воздействия.

Изобретение относится к области экспериментальной аэромеханики и может быть использовано при исследованиях динамических характеристик основных элементов конструкции летательного аппарата во время эксплуатации.

Изобретение относится к области охранной сигнализации и касается способа установления воздействия на конструкцию с использованием датчика движения. Технический результат заключается в повышении достоверности определения разрушения конструкции.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для проведения испытаний на надежность электронных плат (ЭП) и их компонентов к комбинированным механическим и тепловым воздействиям.

Заявленные изобретения относятся к контрольно-измерительной технике, а именно к автоматическим средствам непрерывного мониторинга состояния конструкции стартового сооружения в процессе его эксплуатации. Система, реализующая предлагаемый способ, содержащий набор измерительных преобразователей, блок предварительной обработки сигналов, включающий плату аналого-цифрового преобразователя, линию связи - шину, устройство согласования сигналов - конвертер, пункт контроля, выполненный в виде компьютера, и связанные с последним дисплей, устройство звуковой сигнализации, условное изображение контролируемой конструкции с размещенными на ней цветными метками-индикаторами, планово-высотную геодезическую основу стартового сооружения и комплект контроля изменения полей давления температуры на поверхности защитного покрытия стартового сооружения. В качестве планово-высотной геодезической основы стартового сооружения принята сеть глубинных реперов в виде трех «кустов» и одного референтного пункта 14, расположенных равномерно вокруг стартового сооружения на расстоянии 60-80 метров от него, а также систему деформационных марок. Каждый «куст» включает три глубинных репера. В качестве комплекта контроля изменения полей давления и температуры на поверхности защитного покрытия стартового сооружения приняты датчики давления и температуры, размещенные на защитном покрытии стартового сооружения на одной видимой прямой линии. Технический результат заключается в повышении точности измерений и достоверности долговременного контроля конструкции стартового сооружения. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Вибровозбудитель колебаний механических конструкций состоит из корпуса, силового привода, упругих шарниров, штока, соединенного с упругой тягой. При этом шток силового привода соединен упругой тягой с подвижной платформой со сменным грузом, которая установлена на упругом шарнире, состоящем из двух пересекающихся под углом 90° упругих пластин, соединяющих подвижную платформу с корпусом. При этом силовой привод установлен на другом упругом шарнире, имеющем вид равнобедренной трапеции, нижнее основание которой закреплено на основании корпуса, а на ее верхнем основании закреплен силовой привод, причем при продолжении сторон трапеции образуется угол, находящийся в диапазоне 70-100°, при этом его вершина расположена на оси штока силового привода, которая перпендикулярна геометрической оси колебаний упругого шарнира. 5 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности оборудованию для испытаний приборов на вибрационные и ударные воздействия. Стенд содержит основание, на котором закреплена жесткая переборка с датчиком уровня вибрации, на которую устанавливают два одинаковых исследуемых объекта на различных системах их виброизоляции, и проводят измерения их амплитудно-частотных характеристик. На основании через вибродемпфирующую прокладку закреплена жесткая переборка, на которой установлено два одинаковых исследуемых объекта, например бортовых компрессора летательных аппаратов, при этом один компрессор установлен на штатных резиновых виброизоляторах, а другой компрессор - на исследуемой двухмассовой системе виброизоляции, включающей в себя резиновые виброизоляторы и упругодемпфирующую промежуточную плиту с виброизоляторами, например, в виде пластин из полиуретана. На жесткой переборке закреплен датчик уровня вибрации, который соединен с усилителем и спектрометром для регистрации амплитудно-частотных характеристик исследуемой системы виброизоляции. Для определения собственных частот каждой из исследуемых систем виброизоляции производится имитация ударных импульсных нагрузок на каждую из систем и записываются осциллограммы свободных колебаний, при этом определяют логарифмический коэффициент затухания δ1 колебательной системы. Технический результат заключается в расширении технологических возможностей испытаний объектов, имеющих несколько упругих связей с корпусными деталями летательного объекта. 5 ил.

Изобретение относится к испытательному оборудованию и может быть использовано для виброакустических испытаний различных систем, имеющих упругие связи с корпусными деталями объекта. Способ заключается в том, что на основании посредством, по крайней мере, трех виброизоляторов закрепляют переборку, представляющую собой одномассовую колебательную систему массой и жесткостью соответственно m2 и c2, а в качестве генератора гармонических колебаний используют эксцентриковый вибратор, расположенный на переборке. На переборке устанавливают стойку для испытания собственных частот упругих элементов рессорных и тарельчатых виброизоляторов разной длины, геометрических параметров, а также разной величины масс, закрепленных на концах этих испытываемых элементов. При этом колебания массы, закрепленной на каждом упругом элементе, фиксируют индикатором перемещений, по показаниям которого определяют резонансную частоту, соответствующую параметрам каждого упругого элемента. На основании и переборке закрепляют датчики виброускорений, сигналы от которых направляют на усилитель, затем осциллограф, магнитограф и компьютер для обработки полученной информации, при этом для настройки работы стенда используют частотомер и фазометр. Технический результат заключается в расширении технологических возможностей испытаний объектов. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к методам испытаний пролетных строений, и может быть использовано при испытании автодорожных и городских мостов. Способ заключается в создании возмущающих динамических сил в виде периодически повторяющихся импульсов, приложенных к пролетному строению (ПС). Для генерации импульсов с частотой собственных колебаний (ПС) пропускают по ПС автомобиль, причем предварительно укладывают поперек проезда пороги, а расстояния между ними выбирают с учетом периода собственных колебаний ПС и скорости автомобиля. Автомобиль при движении по ПС совершает прыжки с порогов, воздействуя на ПС всеми колесами, и создает тем самым возмущающие динамические силы в виде импульсов. Массу автомобиля выбирают возможно большей, а число порогов при необходимости увеличивают до достижения амплитудой колебаний величины, достаточной для точного измерения декремента колебаний ПС. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для динамических испытаний объектов на воздействие ударных перегрузок. Стенд содержит узел формирования внешнего ударного воздействия, контейнер в виде полого поршня и стол, предназначенный для закрепления объекта испытаний, размещенный в контейнере с возможностью перемещения вдоль его продольной оси и связанный с контейнером посредством упругой связи. Упругая связь выполнена в виде набора упругих колец, расположенных последовательно и соосно с продольной осью контейнера, с возможностью деформации в радиальном направлении и контактирующих друг с другом по плоской поверхности, и вставки в виде жесткого кольца, вложенного в крайнее кольцо набора упругих колец. Технический результат заключается в обеспечении моделирования требуемых параметров ударного импульса (например, снижение параметров ударного импульса), преобразовании колебаний ударного импульса в знакоположительное одиночное ударное воздействие и уменьшении габаритов устройства. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к метрологии, в частности, к методам контроля пошипников ГТД. Способ предполагает использование спектроанализатора для контроля сигнала с выхода микрофона. Определение технического состояния подшипниковых опор производят путем анализа полученного спектра частот в интервале от 4 до 30 кГц, диагностику работающего двигателя производят в течение отрезка времени не менее 1 минуты, дополнительно определяют значения частот, соответствующих аппаратному шуму, связанному с процессами измерения и нелинейными колебательными процессами, происходящими на корпусе двигателя, и выявляют наличие диагностических частот, отклоняющихся не менее чем на 5% от частот, соответствующих аппаратному шуму. При этом выявляют диагностические частоты с одинаковыми интервалами между ними. При наличии не менее 10 диагностических частот останавливают эксплуатацию двигателя для последующего ремонта. Технический результат – повышение точности диагностики отказов подшиников. 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу определения эффективности взрывозащиты. Способ заключается в том, что используют систему мониторинга с обработкой полученной информации об опасной зоне в испытательном боксе, где устанавливают макет взрывоопасного объекта. По внутреннему и внешнему периметрам макета устанавливают видеокамеры для видеонаблюдения за процессом развития чрезвычайной ситуации. Регистрируют посредством системы анализаторов записанных осциллограмм протекающих процессов изменения технологических параметров в макете взрывоопасного объекта, а в потолочной части макета выполняют проем. Между взрывным осколочным элементом и проемом устанавливают трехкоординатный датчик давления во взрывозащитном исполнении. По обе стороны от датчика давления располагают датчики температуры и влажности. Внутренние и внешние поверхности ограждений макета обклеивают тензодатчиками. Формируют информационную базу данных о развитии чрезвычайной ситуации и составляют математическую модель, прогнозирующую предотвращение чрезвычайной ситуации при аварии. Достигается повышение эффективности защиты технологического оборудования от взрывов путем увеличения быстродействия и надежности срабатывания разрывных элементов. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к средствам и методам диагностики инженерных сооружений и может быть использовано для контроля и оценки ресурса надежности и безопасной эксплуатации сооружений, работающих в условиях динамического нагружения. Способ включает создание динамической нагрузки в выбранных точках сооружения, регистрацию динамических показателей и оценку технического состояния сооружения. После возбуждения колебаний в определенных местах сооружения оценивают техническое состояние по сопоставлению коэффициентов жесткости с предыдущими замерами, причем коэффициент динамической жесткости представляет собой отношение максимальной динамической силы в выбранной точке замера к максимальному упругому смещению рассматриваемой точки. Технический результат заключается в повышении точности измерений.

Сейсмоплатформа относится к испытательной технике и воспроизводит сейсмические нагрузки в виде трехмерных затухающих колебаний. Сейсмоплатформа содержит плиту для размещения испытуемого элемента сооружения или здания, установленную на опоры, которые установлены на дополнительную прокладную плиту, которая в свою очередь опирается на фундамент через податливые в горизонтальном направлении опоры и соединена со стеной и с фундаментом через гидравлические приводы. Технический результат - обеспечение возможности генерирования трехмерных затухающих колебаний. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-05-10 2016-05-10T17:05:54
Наверх