Устройство для измерения внутрен-него трения материалов ha свободныхколебаниях

 

О П И С А Н И Е (и1832429

ИЗОБЬЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсимк

Соцнанмстмчаснмк

Веспублмн (61) Дополнительное к авт. с вид-ву (22) Заявлено 12.07.79 (2l ) 2795924/25-28 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)M. Кд.

G 01 В 19/00

Гисумрстиааьй кеаитит

СССР ию девин изввретеиий и апрьпий

Опубликовано23.05.81. Бюллетень М 19 (53) УДК 621.717 (088.8) Дата опубликования описания 25.05.81 (72) Авторы изобретения

Б. Н. Коншин,.А. П. Тарасенко, E. С. Ермин

Б. Б. Алякринский и В. У. Новиков

Всесоюзный заочный политехнический институ (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО

ТРЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА СВОБОДНЫХ КОЛЕБАНИЯХ

Изобретение относится к измеритель- ной технике, использующей неразрушающие методы контроля для измерения внутреннего трения на образце материала.

Известно устройство для измерения внут; реннего трения материалов на свободных колебаниях, содержашее механическую резонансную систему, образованную исследуемым образцом, датчик числа периодов колебаний образца, соединенный со входом

1О счетчика, и два блока уставок пороговых значений углов колебаний (1).

Недостатком известного устройства является его низкая точность, возникающая из-за того, что материал образца, находящийся в положении равновесия (нулевой уровень), может быть подвержен воздействию остаточных напряжений, возникающих, например, в результате механической или термической обработки исследуемого образца.

Цель изобретения — повышение точности измерений за счет исключения влияния

2 остаточных напряжений в.материале образца.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено дискретным датчиком амплитуд колебаний образца, с „мматором амплитуд, два входа которого соединены с выходами дискретного датчика амплитуд колебаний, блоком цифрового сравнения, первые входы которого соединены с вькодами сумматора амплитуд, а вторые входы через дополнительно введенные ключи соединены с выходами двух блоков уставок пороговых значений углов колебаний, двумя регистрами, входы разрядов которых соединены с выходом сум-. матора амплитуд, и блоком управления, вход которого соединен с выходом блока цифрового сравнения и с выходом датчика числа периодов колебаний образца, а выходы блока управления соединены с упра- вляющими входами ключей; регистров и счетчика числа периодов колебаний образца.

На чертеже изображена функционапьная блок-схема предпагаемого устройствя.

Устройство содержит два блока 1 и 2 уставок пороговых значений углов колебаний образца, соединенные через ключи 3

5 и 4 с первыми входами блока 5 цифровогл сравнения кодовых комбинаций. БторЫЕ ВХОДЫ бЛОКа 5 цифроВоГО СраВНЕНИя соединены с выходами сумматора 6 амппитуд и с входами регистров 7 и 8, а их I0 выходы с соответствующими индикаторами

9 и 10. Вход сумматора 6 амплитуд соединен с выходами дискретного датчика

11 амплитуд колебаний образца, Управпяюший вход сумматора 6 амплитуд соединен с одним из выходов блока 12 управ ления, остальные выходы которого соедииены с управляющими входами ключей 3 и 4 счетчика 13, регистров 7 и 8. Информационный вход счетчика 13 соединен с выходом Датчика l 4 числй периодов колебаний образца, формиру|ощим импульсы при прохождении образцом положения равновесия (нупевого уровня) . Вход блока

12 управления соединен с выходом блока

5 цпфрово1 О сравнония и BbLxol(GM датчика 14 чи-.IIa периодов колебаний, а на выходе счетчика 13 включен индикатор 15.

Устройство работает следующим Образом. 30

В исходном состоянии крутильный маятник (на чертеже не показан закручивается на некоторый начальный угол, сумматор 6 амплитуд и регистры 7 и 8 обну35 пяются, а кжочи 3 и 4 закрыты сигналами блока 12 управления. Б блоки 1 и 2 уставок пороговьrx значений углов колебаний предварительно вводятся числовые коды, соответствующие пороговым значениям

40 углов закручивания А и А образца (Аи>Ач )

По сигналу блока 12 управления снимается усилие, закручивающее маятник, и он начинает совершать свободные крутипь- 45 ные копебания с затухающей амппитудой и периодом Т.

Одновременно открываются ключи 3 и на первые входы блока 5 цифрового сравнения подается код Ау, с блока 1 ус50 тавок. Латчик 14 числа периодов копебаний вырабатывает импульсы при прохождении образцом положения равновесия, а дискретный датчик 11 амплитуд копебаний вырабатывает импульсы, количество которых А (+) пропорционально вначале

1 максимальному попожитепьному углу закручивания, а затем, во втором попупери- оде — импульсы, количество которых А

А(-), пропорционально максимальному отрица— тепьному углу закручивания. Б сумматор е ам ппитуд, за каждый пер иод, опредепяемый сигналами датчика 14 числа периодов колебаний происходит сложение кодов

I а соответствующих максимапьной попожительной А4(+) и максимальной отрицатепьной амплитудам A<() . При этом, если в первом периоде А ()+ А ()> А уч и т.е. код, соответствующий сумме амппитуд на выходе сумматора 6 амплитуд больше кода блока 1 уставки пороговых значений угпов колебаний (Ау.(), блок 5 цифрового сравнения сигнал не вырабатывает, и сумматор 6 амплитуд обнупяется с помощью блока 12 управления. Так продопжается до тех пор, пока, например, через периодов свободных колебаний выпопняется усповие A (+) + А ) 6 Ау

При этом на выходе блока 5 цифрового сравнения появляется сигнал, по которому блок 12 управления вырабатывает команду на разрешение записи кода М+) +

-)

Й

+Д(из сумматора 6 амплитуд в регистр 7 и индикацию результата на индикаторе 9. Одновременно блок 12 управления выключает ключи 3 и включает ключи 4, а также подает сигнал разрешения счета на счетчик 13, который начинает считать количество колебаний маятника при прохождении им состояния равновесия, регистрируемое индикатором

15. Так продолжается до тех пор, пока дпя К -того периода свободных колебаннй aataoaaaerca Ycaoaae A(+ +A (ie Ay<.

При этом соответствующий код выводится из сумматора 6 амплитуд в регистр

8 и далее на индикатор 10. Счет числа колебаний счетчиком 13 заканчивается.

На индикаторе 15 — число И, а на индикаторах 9 и 10, соответственно, числа

А = A(++)+A (-).

И hI

Д -А(+) () и где g — число колебаний, при котором сумма максимальной попожитепьной и максимапьной отрицатепьной амплитуд уменьшается от Ag до Д1<, Внутреннее трение Q рассчитывается по формуле

-1 4 и ) A> -«4„

А (+) (-) и 4 А жн А(+) дь> н

Формула изобретения

Устройство дпя измерения внутреннего трения материалов на свободных колеВНИИПИ Заказ 3829/78 Тираж 642 Подписное филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 8324 баниях, содержапэ;е механическую резонансную систему, образованную исследуемым образцом, датчик числа периодов колебаний образца, соединенный со входом счетчика, и два блока уставок пороговых зна5 чений углов колебаний, о т л и ч а ю— ш е е с я "ем, что, с целью повышения точности за счет исключения влияния ос. таточных напряжений в материале. образца, оно снабжено дискретным датчиком амплитуд колебаний образца, сумматором амплитуд, два входа которого соединены с выходами дискретного датчика колебаний, блоком цифрового сравнения, первые входы которого соединены с выходами суммато- <> ра амплитуд, а вторые входы через дополнительно введенные ключи соединены с

29 6 выходами двух блоков уставок пороговых значений углов колебания, двумя регистрами, входы разрядов которых соединены с выходом сумматора амплитуд, и блоком управления, вход которого соединен с выходом блока цифрового сравнения и с выходом датчика числа периодов колебаний образца, а выходы блока управления сое-. динены с управлявшими входами ключей, регистров и счетчика числа периодов колебаний образца.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Канцов Л. H. и др. Прибор для измерения добротности.-"Труды НИИЧаснрома . М., вып. 10, 1972; стр. 116 (про-. тотип).