Устройство для исследования рассеяния энергии в изделиях при крутильных колебаниях

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И C А Н И Е (873019

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

М г г

Ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву № 739368 (22) Заявлено 12.04.79 (21) 2750214/25-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.10.81. Бюллетень № 38 (51) М. К..

G 0I N 3/38

Гасударственные котентет (53) УДК 620.178. .311.62 (088.8) о делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 25.10.81 (72) Авторы изобретения

Г. С. Писаренко и В. А. Леонец

Институт проблем прочности АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РАССЕЯНИЯ ЭНЕРГИИ

В ИЗДЕЛИЯХ ПРИ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЯХ

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для исследования рассеяния энергии в изделиях.

По основному авт. св. № 739368 известно устройство для исследования рассеяния энергии в изделиях при крутильных колебаниях, содержащее станину, крутильный маятник, образуемый изделием исследуемого материала с размещенными на его концах грузами в виде дисков-и нитью для подвеса образца к станине, взаимодействующий с дисками возбудитель крутильных колебаний, измерительный вибропреобразователь, образованный задающим генератором, и усилитель мощности, блок измерения параметров затухающих колебаний образца, две подвижные опоры, установленные по оси подвески, одна из которых размещена над верхним, а другая — под нижним диском, индивидуальный привод осевого перемещения каждой опоры, подключенный к блоку измерения блок управления, служащий для включения приводов при достижении заданной амплитуды вынужденных крутильных колебаний изделия, а возбудитель крутильных колебаний выполнен в виде двух питаемых от одного задающего генератора электромагнитов. Электрическая цепь питания электромагнитов образована задающим генератором, подвижными опорами, испытуемым изделием, усилителем мощности, на обращенных друг к другу торцах дисков и сердечников электромагнитов выполнены выступы, при этом выступы каждого электромагнита расположены относительно выступов, диска с угловым смещением, противоположным направлению углового сметО щения между выступами другого электромагнита и диска. В этом устройстве свободно затухающие колебания начинаются в момент отсоединения более быстродействующей по времени срабатывания подвижной опоры от образца (I).

Однако наличие контакта менее быстродействующей по времени срабатывания опоры с образцом при свободных колебаниях приводит к конструкционным потерям энергии, что снижает точность измерения рассеяния энергии в материале. Идеального равенства быстродействия срабатывания подвижных опор практически достичь невозможно.

873019

Цель изобретения — повышение. точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено элементом ИЛИ-НЕ, включенным в электрическую цепь между подвижными опорами и усилителем мощности.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит станину 1. На ста- !о нине укреплен электромагнит 2 с П-образным сердечником. На торцах сердечника электромагнита имеются прямоугольные выступы 3. Между обмотками 4 установлена подвижная опора 5, поджатая пружиной 6.

На опоре 5 расположена обмотка 7 электромагнитного привода. Цилиндрическое изделие 8 изготовлено цельным с сосредоточенными массами — дисками 9 и 10 на концах.

Изделие 8 подвешено на нити 11. По оси вращения образца на сосредоточенных мас- 2о сах 9 и 10 имеются конические углубления 12 и 13. На внешней торцовой поверхности сосредоточенной массы 9 имеются прямоугольные выступы 14. На внешней торцовой поверхности сосредоточенной массы 10 имеются прямоугольные выступы 15. Со стороны подвески образца на станине укреплен электромагнит 16 с П-образным сердечником.

На торцовой поверхности сердечника электромагнита 16 имеются прямоугольные выступы 17. Выступы на электромагнитах и сосре- зр доточенных массах выполнены с единым шагом Т. Между обмотками 18 установлена подвижная опора 19, поджатая пружиной 20 и снабженная обмоткой 21 электромагнитного привода опоры. Подвижные опоры 5 и 19 изолированы от станины изоляционными шайбами 22 и 23. Задающий генератор 24 через нормально замкнутые контакты реле 25 соединен со входом усилителя 26 мощности.

Задающий генератор 24, реле 25, усилитель 26 образуют блок 27 управления возбуждений колебаний. Выход усилителя 26 соединен с обмоткой 18 и через реостат 28 с обмоткой 4. Тензометрический датчик 29 подключен к блоку 30 измерения параметров колебания. Блок 30 связан с блоком 31 управления срывом колебаний, к которому 45 параллельно между собой включены обмотки электромагнитных приводов подвижных опор 5 и 19. Через нить 11 подвеса, изделие 8 подвижные опоры 5 и 19 на вход логического элемента 32 ИЛИ-НЕ подклк 4ен источник 33 " постоянного напряжения. Вывод элемента

32 ИЛИ-НЕ соединен со входом инвертора 34, который соединен с управляющим входом триггера 35. Выход триггера 35 соединен со входом усилителя 36, выходной сигнал которого управляет работой обмотки реле 25. Элементы 32, 34, 35, 36 устройства объединены в блок логического элемента 37

ИЛИ-НЕ.

Устройство работает следующим образом, При крутильных колебаниях изделие 8, подвешенное на нити 11, фиксируется между подвижными опорами 5 и 19. Подвижные опоры входят в конические углубления 12 и 13. Электромагниты 2 и 16 установлены относительно изделия 8 так, чтобы выступы 14 были смещены относительно выступов 3 на половину шага Т, а выступы 15 были смещены относительно выступов 17 на половину шага Т. Смещение выступов 17 относительно выступов 15 противоположно смещению выступов 3 относительно выступов 14. Управляющий сигнал с резонансной частотой крутильных колебаний от задающего генератора 24 через нормально замкнутые контакты реле 25 поступает на вход усилителя 26 мощности. Выходной сигнал усилителя 26 поступает на обмотки 4 и 18, Замыкание магнитных потоков электромагнита 2 с выступами 3 через сосредоточенную массу 9 с выступами 14, электромагнита 16 с выступами 17 через сосредоточенную массу 10 с выступами 15 приводит к возникновению одновременно в течение половины периода противоположно направленных крутящих моментов, приложенных к сосредоточенным массам 9 и 10. Равенство по абсолютной величине этих моментов достигается регулировкой величины тока в электромагнитах 4 и 18 при помощи реостата 28.

Образец совершает вынужденные крутильные колебания. При достижении требуемой амплитуды колебаний с тензометрического датчика 29 в блок 30 измерения параметров колебания поступает электрический сигнал, достаточный по амплитуде для включения в блоке 31 управления источника электрического питания обмоток 7 и 21. Электромагнитные силы, возникающие при протекании тока через обмотки 7 и 2!, поступательно перемещают подвижные опоры 5 и 19. В момент отсоединения более быстродействующей подвижной опоры от образца, например опоры 5, разрывается цепь между источником 33 питания и одним входом элементов 32

ИЛИ-НЕ. Разрыв указанной цепи соответствует нулевому сигналу на этом входе элемента 32 ИЛИ-НЕ. Единичный выходной сигнал элемента 32 ИЛИ-НЕ при этом не изменяется. При отсоединении менее быстродействующей подвижной опоры от образца, например опоры 19, разрывается электрическая цепь между источником 33 питания и другим входом логического элемента 32

ИЛИ-НЕ. Разрыв этой цепи соответствует нулевому сигналу на другом входе логического элемента 32 ИЛИ-НЕ. После изменения сигналов на всех входах изменяется с единичного на нулевой выходной сигнал элемента 32. Этот сигнал через инвертор 34 поступает на управляющий вход триггера 35.

Триггер 35 устанавливается в положение, при котором его выходной сигнал, усиленный

873019

Формула изобретения

Составитель А. Каратыш

Редактор .И. Касарда Техред А. Бойкас Корректор Н. Стен

Заказ 9016/64 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113036, Москва, Ж вЂ” Зр, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 усилителем 36, включает реле 25. Нормально замкнутые контакты реле 25 разрывают цепь от задающего генератора 24 ко входу усилителя 26 мощности. Происходит срыв колебаний. Затухающий колебательный процесс регистрируется в блоке 30, например, путем фиксирования на движущуюся фотопленку при помощи отклонения светового луча в шлейфовом осциллографе, в котором угол поворота луча зеркала шлейфа пропорционален амплитуде деформации образца.

По величине декремента колебательного процесса определяют по известной формуле величину .рассеяния энергии в материале образца.

При продольных колебаниях электромагнит 2 установлен относительно сосредото- 15 ченной массы 9, так, чтобы выступы 3 без смещения размещались под выступами 14.

Выступы 17 электромагнита 16 установлены без смещения относительно выступов 15 сосредоточенной массы 10. При резонансной частоте продольных колебаний, заданной генератором 24, изделие 8 совершает продольные вынужденные колебания. Срыв вынужденных продольных колебаний, регистрация свободных продольных колебаний осуществляются как при крутильных колебаниях.

Предлагаемое изобретение повышает точность измерения параметров затухающих колебаний при исследовании рассеяния энергии в,изделиях.

Устройство для исследования рассеяния энергии в изделиях при крутильных колебаниях по авт. св. № 739368, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено элементом ИЛИ-НЕ, включенным в электрическую цепь между подвижными Ьпорами и усилителем мощности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 739368, кл. G 01 N 3/38, 1978 (прототип).