Устройство для резонансных испыта-ний образцов материалов и изделий

 

Союз Соаетскнк

Соцналнстнческнх

Республнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИЖОМУ СВ ТИЛЬСТВУ

<111807131 (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву (51)м. Кл.э (22) Заявлено 080274 (2! ) 1996686/25-28 с присоединением заявки Ио (аз) пр р . .

6 01 К 3/38

G 01 M 7/00

Государствеккык комктет

СССР ао делам кзобретеккк к открыткй Опубликовано 232281. Бюллетень Н9 7 (53Р УДК 620.178. .311.5 + 620. . 178 . 53 (088 ° B) Дата опубликования описания 230281 (7.2) Авторы изобретения

J

1 !

< 1 !

- Й с

B.П- Максимов, A.П. Коротаев и Ю.Н. Рождественский

1 (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗОНАНСНЫХ ИСПЫТАНИЙ .

ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к исследованию прочностных. свойств материалов, а именно к устройствам для резонансных испытаний образцов материалов и изделий.

Известно устройство, содержащее электромагнитный возбудитель колебаний и задающий генератор с самовозбуждением (1).

В устройстве используется, электро.магнитный возбудитель колебаний, .работающий без подмагничивания. Поскольку основная частота возбуждающей силы у такого возбудителя равна уд" военной. частоте тока возбуждения, то в цепь обратной связи задающего генератора введен перестраиваекай фильтр, пропускающий сигнал с часто" той, равной половине резонансной .частоты испытуемого образца, что обеспечивает возбуждение его резонансных колебаний.

Недостатком известного устройства является невозможность. автоматичес" кой подстройки частоты возбуждения в случае изменения резонансной час1тоты испытуемого образца или иэделия в процессе испытания.

Наиболе» близким к изобретению. по технической сущности и достигаемому результату является устройство для резонансных испытаний образцов waтериалов и изделий, содержащее усилитель мощности, подключечный к его. входу электромагнитный возбудитель колебаний, цепь положительной обратной связи, включающую измерительный вибропреобразователь, частотно-избирательный усилитель и фазовращатель и автоматический регулятор уровня возбуждения 12).

В этом устройстве используется электромагнитный возбудитель колебаний с подмагничиванием постоянным током, у которого частота возбуждающей силы равна частоте тока возбуждения, что дает возможность возбуждения автоколебаний образца (иэделйя).

Однако небольшой диапазон возбуждающи-: токов для возбудителей колебаний с подмагничиван. ем постоянным током весьма ограничивает возможность варьирования уровнем колебаний Образца, в особенности при автоколебательном режиме возбуждения, когда устойчи.вость автоколебаний обеспечивается в ограниченно.. динамическом диапазо=

30 не. Поэтому в известных устройствах

807131

Формула изобретения не обеспечивается эффективное использование автоматических регуляторов уровня возбуждения. В этом отношении предпочтительным является использование в устройстве электромагнитного возбудителя колебаний без подмагничивания. Однако в этом случае не обеспечивается автоматическое возбуждение колебаний образца на его резонансной частбте, что снижает точность регулирования заданного уровня динамических деформаций и, следовательно, приводит к снижению достоверности результатов испытаний.

Цель изобретения — повышение достоверности результатов испытаний.

Эта цель достигается благодаря тому, что устройство снабжено. последовательно включенными в цепь положительной обратной связи между выходом вибропреобразователя и входом частотно-избирательного усилителя 20, формирователем импульсов н делителем частоты с коэффициентом деления,равным 2, Кроме того, для облегчения запуска устройства при испытании образца или изделия в печи, оно снабжено э5 конденсатором и прерывателем, подключеннымн параллельно нагрузке одного из каскадов частотно-избирательного усилителя.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Образец 1 с наклеенными на его ра- . бочей части тензорезисторами 2,расположен в электрической печи 3. Концы

1 образца 1 прикреплены к валикам 4 подшипннковых опор, к которым прикреплены также якори 5 электромагнитных возбудителей 6 колебаний.Устройство содержит также цепь положительной обратной связи, включающую измерительный вибропреобразователь

7, усилитель 8, формирователь 9 импульсов, делитель 10 частоты с коэффициентом деления, равным 2, частотно-избирательный усилитель 11, параллельно нагрузке одного иэ каскадов 45 которого подключены конденсатор 12 и прерыватель 13, фазовращатель 14 и потенциометры 15 и 16, соответственно, ручной и автоматической регулировки. К потенциому ру 16 подключен 50 усилитель 17 мощности, выход которого соединен с возбудителями 6 колебаний. Кроме того, в состав устройства входит автоматический регулятор уровня возбуждения, вкдючакиций подключенный к вибропреобразователю 17 интегрирующий усилитель 18, подключенный через выпрямитель 19 к первому входу блока 20 сравнения, ко второму входу которого подключен источник 21 опорного напряжения, усили- 40 тель 22 мощности и реверсивный двигатель 23, с валом которого кинематически связан движок потенциометра

16. Индукционный вибропреобразователь 7 установлен на одном из валиков 4 и представляет собой индукционный преобразователь скорости угповых колебаний.

Устройство работает следующим о6раэ ом.

Запуск устройства осуществляется периодическим включением конденсатора 12 с помощьк прерывателя 13. При этом в частотно-избирательном усилителе 11 возникают затухающие электрические колебания с частотой 1б,которые с помощью усилителя 17 мощности и электромагнитных возбудителей

6 преобразуются в колебания .(в данном случае изгибные) образца 1 на его собственной частоте. Угол поворота валиков 4 пропорционален деформации образца 1. Индукционный вибропреобразователь 7 вырабатывает .синусоидальный сигнал, пропорциональный скорости угловых колебаний валика 4, который усиливается усилителем 8 до уровня, необходимого для работы формирователя 9 импульсов и делителя 10 частоты. Импульсы с выхода формирователя 9, частота следования которых равна собственной частоте fq, колебаний образца 1 запускают делитель

10 частоты, который осуществляет деление частоты на 2 и вырабатывает сигнал П-образной форьы, который поступает на вход частотно-избирательного усилителя 11, настроенного на частоту fy первой гармоники входного сигнала (fz = ф). Выходной синусоидальный сигнал, усилителя 11 через фазовращатель 14 и потенциометры 15 и 16 поступает на вход усилителя 17 мощности и таким образом цепь положительной обратной связи замыкается.

Уровень возбуждения регулируется в процессе испытаний следующим образом. Проинтегрированный интегрирующим усилителем 18 сигнал вибропреобразователя 7, пропорциональный углу поворота валика 4, выпрямляется и подается на блок 20 сравнения с опорным напряжением U0„ источника 21, пропорциональным заданному уровню колебаний образца. Сигнал рассогласования с выхода блока 20 сравнения усиливается по мощности и подается на реверсивный двигатель 23, перемещающий движок потеициометра 16.

Выполнение устройства по автоколебательной схеме с электромагнитным

;возбудителем колебаний, не имеющим подмагничивания постоянным тоном,расширяет диапазон частот, в котором автоколебания устойчивы, и тем самым повышает достоверность результатов испытания.

1. Устройство для резонансных испытаний образцов материалов и изделий, содержащее усилитель мощности, 807131

I подключенный к его выходу электромагнитный возбудитель колебаний, цель положительной обратной связи, вклю" чающую измерительный вибропреобраэователь, частотно-избирательный усилитель и фазовращатель и автоматический регулятор уровня возбуждения, о т л и ч а ю щ е е с я .тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытаний, оно снабжено .последовательно включенными в цепь положительной обратной связи между выходом вибропреобразователя и входом частотно-избирательного усилителя формирователем импульсов и делите лем .частоты с коэффициентом деления, равным 2.

2. Устройство по и. 1, о. т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью облегчения его запуска при испытании образца в печи, оно снабжено конденсатором и прерывателем, подключенными параллельно нагру ке одного из каскадов частотно-избирательного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3390560, кл. 73-67.2, 1968.

2. Максимов В.П., Мамулашвили Г.А. .Автоматический регулятор амплитуды механических колебаний деталей машин.1$ Сб. "Вибрационная техника". М;,МДНТП нм. Дзержинского, 1967, вып. 2, с. 29-35.