Пристрій для випробування виробів на віброміцність
Формула / Реферат
Пристрій для випробування виробів на віброміцність, що містить послідовно з’єднані блок керування розгорткою частоти, задавальний генератор, регулятор амплітуди, підсилювач потужності, вібростенд, призначений для установки випробуваного об'єкта, два віброперетворювачі, перший з яких установлений на рухомій частині вібростенда, а другий - на випробуваному об'єкті, два узгоджувальних підсилювачі, входи яких з’єднані з виходами відповідних віброперетворювачів, фазовий детектор, входи якого з’єднані з виходами узгоджувальних підсилювачів, блок зворотного зв'язку, вхід якого з’єднаний з виходом першого узгоджувального підсилювача, а вихід - з керувальним входом регулятора амплітуди, послідовно з’єднані нуль-орган, вхід якого з'єднаний з виходом фазового детектора, і комутатор, а також дешифратор, виходи якого з’єднані з відповідними керувальними входами блока керування розгорткою частоти і комутатора, два тригери, прямі виходи яких з’єднані з відповідними входами дешифратора, перший ключ, два елементи затримки, перший з яких з'єднує перший вихід комутатора з S-входом другого тригера, а другий елемент затримки з'єднує об'єднані R-входи першого і другого тригерів з другим виходом комутатора, S-вхід першого тригера з’єднаний з входом «Пуск», перший і другий суматори, піковий детектор, послідовно з'єднані перший блок ділення, перетворювач добувача кореня і перший блок множення, а також лічильник імпульсів, регістр задавання коду, другий дешифратор, перший елемент НІ, при цьому інформаційний вхід пікового детектора з'єднаний з виходом другого узгоджувального підсилювача, а керувальний вхід через перший ключ - з виходом нуль-органа, вихід пікового детектора з’єднаний з віднімальним входом першого суматора, підсумовувальний вхід якого об'єднаний з підсумовувальним входом другого суматора, з’єднаний з виходом джерела задавання максимально допустимого граничного рівня сигналу, що відтворюється вібростендом, віднімальний вхід другого суматора під'єднаний до виходу джерела задавання програмного рівня сигналу, що відтворюється вібростендом, виходи другого і першого суматорів під'єднані до входів «Ділене» і «Подільник» відповідно першого блока ділення, вихід якого через блок добувача кореня з’єднаний з першим входом першого блока множення, другий вхід якого з’єднаний з входом Vmax., вхід «Скид» блока керування розгорткою частоти з’єднаний з виходом другого дешифратора, інформаційні входи якого з’єднані з прямими виходами розрядів лічильника імпульсів, розрядні входи якого з'єднані з прямими виходами розрядів регістра задавання коду, вхід «Прийом» лічильника імпульсів об'єднаний з S-входом першого тригера і з'єднаний з зовнішнім входом «Пуск», S-вхід першого тригера об'єднаний з лічильним входом лічильника імпульсів і з’єднаний з виходом нуль-органа, керувальний вхід першого ключа через перший елемент НІ з’єднаний з інверсним виходом другого тригера, вхід «Скид» блока керування розгорткою частоти об'єднаний з R-входами першого і другого тригерів і з’єднаний з зовнішнім входом «Скид», перетворювач «частота-напруга», перший і другий блоки пам'яті, другий, третій, четвертий, п'ятий, шостий і сьомий ключі, третій, четвертий, п'ятий, шостий, сьомий і восьмий суматори, другий блок множення, другий блок ділення, перший і другий знакочутливі елементи, другий, третій і четвертий елементи НІ, елемент АБО, третій елемент затримки, при цьому інформаційний вхід першого блока пам'яті через перетворювач «частота-напруга» з'єднаний з виходом другого узгоджувального підсилювача, а інформаційний вхід другого блока пам'яті з'єднаний з входом ωвм, що відповідає граничному значенню частоти частотного діапазону, що відтворюється вібростендом, входи «Запис» першого і другого блоків пам'яті об'єднані і з'єднані через другий ключ з виходом першого ключа, входи «Читання» першого і другого блоків пам'яті об'єднані і з'єднані через третій елемент затримки з виходом другого ключа, виходи першого і другого блоків пам'яті з'єднані з віднімальним і підсумовувальним входами третього суматора відповідно, вихід якого через перший знакочутливий елемент з'єднаний з керувальним входом четвертого ключа, інформаційний вхід якого з'єднаний з виходом першого блока пам'яті, а вихід - з другим підсумовувальним входом четвертого суматора, перший підсумовувальний вхід якого через третій ключ з'єднаний з виходом другого блока пам'яті, керувальний вхід третього ключа з'єднаний через другий елемент НІ з виходом першого знакочутливого елемента, вихід четвертого суматора з'єднаний з підсумовувальним входом восьмого суматора, віднімальний вхід якого, об'єднаний з віднімальним входом сьомого суматора, з'єднаний з зовнішнім входом ωгр., підсумовувальний вхід сьомого суматора з'єднаний з зовнішнім входом ωзад., виходи сьомого і восьмого суматорів з'єднані з входами «Ділене» і «Подільник» другого блока ділення відповідно, вихід другого блока ділення з’єднаний з входом сьомого ключа, перший вхід другого блока множення з'єднаний з зовнішнім входом Vmaх., а вихід - з об'єднаними інформаційним входом шостого ключа, підсумовувальним входом шостого суматора і входом четвертого елемента НІ, віднімальний вхід шостого суматора об'єднаний з інформаційним входом п'ятого ключа і з'єднаний з виходом першого блока множення, виходи п'ятого і шостого ключів з'єднані з підсумовувальними першим і другим входами п'ятого суматора, вихід якого з'єднаний з третім керувальним входом блока керування розгорткою частоти, вихід шостого суматора через другий знакочутливий елемент з'єднаний з об'єднаними входом третього елемента НІ, вихід якого з'єднаний з керувальним входом шостого ключа і першим входом першого елемента АБО, другий вхід якого з'єднаний з виходом четвертого елемента НІ, вихід першого елемента АБО, з'єднаний з керувальним входом п'ятого ключа, який відрізняється тим, що пристрій додатково містить третій блок множення, входи якого об’єднані і з’єднані з виходом сьомого ключа, а вихід третього блока множення з’єднаний з другим входом другого блока множення.
Текст
Винахід відноситься до техніки дослідження динамічних характеристик елементів випробуваних конструкцій при проведенні вібровипробувань і може бути використаний при визначенні швидкості зміни частоти збуджувальної вібростенд дії. Відомий пристрій дпя випробування виробів на віброміцність, що містить послідовно сполучені блок керування розгорткою частоти, задавальний генератор, регулятор амплітуди, підсилювач потужності, вібростенд, призначений дня установки випробуваного об'єкту, два віброперетворювача, перший з яких установлено на рухомій частині вібростенду, а другий - на випробуваному об'єкті, два узгоджувальних підсилювача, входи яких сполучені з виходами відповідних віброперетворювачів, фазовий детектор, входи якого сполучені з виходами узгоджувальних підсилювачів, блок зворотного зв'язку, вхід якого сполучений з виходом першого узгоджувального підсилювача, а вихід - з керувальним входом регулятора амплітуди, послідовно сполучені нуль-орган, вхід якого з'єднаний з виходом фазового детектора, а також комутатор, дешифратор, виходи якого сполучені з відповідними керувальними входами блока керування розгорткою частоти і комутатора, два тригери, прямі виходи яких сполучені з відповідними входами дешифратора, ключ» два елемента затримки, перший з яких з'єднує перший вихід комутатора з S-входом другого тригера, а другий елемент затримки з'єднує об'єднані R - входи першого і др угого тригерів з другим виходом комутатора, S - вхід першого тригера сполучений з входом «Пуск», суматор, піковий детектор, другий суматор, послідовно з'єднані блок ділення, перетворювач добувача кореня і блок множення, лічильник імпульсів, регістр задавання коду, другий деши фратор, елемент «НІ», при цьому інформаційний вхід пікового детектора з'єднаний з виходом другого підсилювача, а керувальний вхід через ключ - з ви ходом нуль- органа, вихід пікового детектора сполучений з віднімальним входом першого суматора, підсумувальний вхід якого об'єднаний з підсумувальним входом другого суматора, сполучений з виходом джерела задавання максимально допустимого рівня сигналу, що відтворюється вібростендом, віднімальний вхід другого суматора під'єднаний до виходу джерела задавання програмного рівня сигналу, що відтворюється вібростендом, виходи першого і другого суматорів під'єднані до входів «Ділене» і «Подільник) відповідно блока поділення, вихід якого через послідовно з'єднані перетворювач добувача кореня і блок множення, до другого входу якого під'єднаний вхід Vmax, сполучений з керувальним входом блока керування розгорткою частоти, вхід «Скид» якого підключений до виходу другого деши фратора, інформаційні входи якого з'єднані з прямими виходами розрядів лічильника імпульсів, розрядні входи якого з'єднані з прямими виходами розрядів регістра задавання коду, вхід «Прийом» лічильника імпульсів об'єднаний з S- входом першого тригера і з'єднаний з зовнішнім входом «Пуск», S-вхід першого тригера об'єднаний з лічильним входом лічильника імпульсів і сполучений з виходом нуль-органа, керувальний вхід ключа через елемент «НІ» сполучений з інверсним виходом другого тригера, вхід «Скид» блока керування розгорткою частоти сполучений також з зовнішнім входом «Скид». (Див. деклараційний патент України на винахід № 37880 А, М. кл. G01M7/00, 2001) Відомий пристрій дозволяє реалізувати технічний алгоритм роботи, який забезпечує можливість визначення швидкості зміни (сканування) частоти сигналу збудження вібростенда разом з випробуваним об'єктом при урахуванні максимально допустимого по технічним характеристикам рівня віброприскорення для конкретного типа вібростенда, що застосовується, максимально можливій швидкості зміни частоти сигналу збудження і заданого по програмі рівня віброприскорення сигналу збуджувальної дії. Але відомий пристрій при визначенні швидкості зміни частоти сигналу збудження не забезпечує урахування верхньої частоти діапазону частот, що відтворюється вібростендом. Таким чином, цей пристрій не дозволить ефективно застосовувати те хнологічні можливості вібростенда при проведенні вібровипробувань об'єктів Відомий також пристрій для випробування виробів на віброміцність, що містить послідовно сполучені блок керування розгорткою частити, задавальний генератор, регулятор амплітуди, підсилювач потужності, вібростенд, призначений для установки випробуваного об'єкту, два віброперетворювача, перший із яких установлений на рухомій частині вібростенду, а другий - на випробуваному об'єкті, два узгоджувальних підсилювача, входи яких сполучені з виходами відповідних віброперетворювачів, фазовий детектор, входи якого сполучені з виходами узгоджувальних підсилювачів, блок зворотного зв'язку, вхід якого сполучений з виходом першого узгоджувального підсилювача, а вихід - з керувальним входом регулятора амплітуди, послідовно сполучені нуль-орган, вхід якого з’єднаний з виходом фазового детектора, і комутатор, а також дешифратор, виходи якого сполучені з віднімальними керувальними входами блока керування розгорткою частоти і комутатор, два тригери, прямі виходи яких сполучені з відповідними входами дешифратора, перший ключ, два елемента затримки, перший із яких з'єднує перший вихід комутатора з S-входом другого тригера, а другий елемент затримки з'єднує об'єднані R-входами першого і другого тригерів з другим виходом комутатора, S-вхід першого тригера сполучений з входом «Пуск», перший і другий суматори, піковий детектор, послідовно з'єднані перший блок ділення, перетворювач добувача кореня і перший блок множення, а також лічильник імпульсів, регістр задавання коду, другий де шифратор, перший елемент «Ш», при цьому інформаційний вхід пікового детектора з'єднаний з виходом другого узгоджувального підсилювача, а керувальний вхід через перший ключ - з виходом нуль-органа, вихід пікового детектора сполучений з віднімальним входом першого суматора, підсумовувальний вхід якого, об'єднаний з підсумовувальним входом другого суматора, сполучений з виходом джерела задавання максимально допустимого граничного рівня сигналу, що відтворюється вібростендом, віднімальний вхід другого суматора під'єднаний до виходу джерела задавання програмного рівня сигналу, що відтворюється вібростендом, виходи другого і першого суматорів під'єднані до входів «Ділене» і «Подільник» відповідно першого блоку ділення, вихід якого через блок добувача кореню сполучений з першим входом першого блока множення, другий вхід якого сполучений з входом Vmax, вхід «Скид» блока керування розгорткою частоти сполучений з виходом другого дешифратора, інформаційні входи якого сполучені з прямими виходами розрядів лічильника імпульсів, розрядні входи якого з'єднані з прямими виходами розрядів регістра задавання кода, вхід «Прийом» лічильника імпульсів об'єднаний з S - входом першого тригера і з'єднаний з зовнішнім входом «Пуск», S-вхід першого тригера об'єднаний з лічильним входом лічильника імпульсів і сполучений з виходом нуль-органа, керувальний вхід першого ключа через перший елемент «НІ» сполучений з інверсним виходом другого тригера, вхід «Скид» блока керування розгорткою частоти, об'єднаний з R - входами першого і другого тригерів і сполучений з зовнішнім входом «Скид», перетворювач «частота-напруга», першій і другий блоки пам'яті, другий, третій четвертий, п'ятий, шостий і сьомий ключі, третій, четвертий, п'ятий, шостий, сьомий і восьмий суматори, другий блок множення, другий блок ділення, перший і другий знакочутливі елементи, другий, третій і четвертий елементи «НІ», елемент «АБО», третій елемент затримки, при цьому інформаційний вхід першого блоку пам'яті через перетворювач «частота-напруга» з'єднаний з виходом другого узгоджувального w підсилювача, а інформаційний вхід друго го блоку пам'яті з'єднаний з входом в м , що відповідає граничному значенню частоти частотного діапазону, що відтворюється вібростендом, входи «Запис» першого і другого блоків пам'яті об'єднані і з'єднані через другий ключ з виходом першого ключа, входи «Читання» першого і другого блоків пам'яті об'єднані і з'єднані через третій елемент затримки з виходом другого ключа, ви ходи першого і другого блоків пам'яті з'єднані з віднімальним і підсумовувальним входами третього суматора відповідно, вихід якого через перший знакочутливий елемент з'єднаний з виходом першого блока пам'яті, а вихід - з другим підсумовувальним входом четвертого суматора, перший підсумовувальний вхід якого через третій ключ з'єднаний з виходом другого блока пам'яті, керувальний вхід третього ключа з'єднаний через другий елемент «НІ» з виходом першого знакочутливого елемента, вихід четвертого суматора з'єднаний з підсумовувальним входом восьмого суматора, віднімальний вхід якого, об'єднаний з віднімальним входом w сьомого суматора, з'єднаний з зовнішнім входом гр , підсумовувальний вхід сьомого суматора з'єднаний з w зовнішнім входом зад. , ви ходи сьомого і восьмого суматорів з'єднані з входами «Ділене» і «Подільник» другого блока ділення відповідно, вихід другого блока ділення через сьомий ключ з'єднаний з другим входом другого блока множення, перший вхід якого з'єднаний з зовнішнім входом Vmax, а вихід – з об'єднаними інформаційним входом шостого ключа, підсумовувальним входом шостого суматора і входом четвертого елемента «НІ», віднімальний вхід шостого суматора об'єднаний з інформаційним входом п'ятого ключа і з'єднаний з виходом першого блока множення, виходи п'ятого і шостого ключів з'єднані з підсумовувальними першим і другим входами п'ятого суматора, вихід якого з'єднаний з третім керувальним входом блока керування розгорткою частота;» вихід шостого суматора через другий знакочутливий елемент з'єднаний з об'єднаними входом третього елемента «НІ», вихід якого з'єднаний з керувальним входом шостого ключа, і першим входом елемента «АБО», другий вхід якого з'єднаний з виходом четвертого елемента «НІ», вихід елемента «АБО» з'єднаний з керувальним входом п'ятого ключа.(Див. деклараційний патент України №52178А, М. кл. G01М7/00, 2002) Недоліком відомого пристрою є обмежена область використання, яка обумовлена неврахуванням при реалізації алгоритму для формування його структурної схеми нелінійної залежності величини зміщення максимумів обвідних напіврозмахів коливань динамічних резонансних піків від відповідних швидкостей розгортки частоти сигналу задавального генератора для формування збуджувальної вібростенд дії, що призводить до обмеження його технологічних можливостей. В основу запропонованого винаходу поставлене завдання удосконалення пристрою за рахунок введення до його складу додаткового блоку, включення якого призводить до врахування нелінійності величини зміщення максимумів обвідних напіврозмахів коливань динамічних резонансних піків при незначних коефіцієнтах демпфування від відповідних швидкостей розгорток частоти сигналу задавального генератора для формування збуджувальної вібростенд дії, що призводить до розширення технологічних можливостей пристрою і галузі його використання. Поставлене завдання вирішується тим, що у відомий пристрій для випробування виробів на віброміцність, що містить послідовно сполучені блок керування розгорткою частоти, задавальний генератор, регулятор амплітуди, підсилювач потужності, вібростенд, призначений для установки випробуваного об'єкту, два віброперетворювача, перший з яких установлений на рухомій частині вібростенда, а другий - на випробуваному об'єкті, два узгоджувальних підсилювача, входи яких сполучені з виходами відповідних віброперетворювачів, фазовий детектор, входи якого сполучені з виходами узгоджувальних підсилювачів, блок зворотного зв'язку, вхід якого сполучений з виходом першого узгоджувального підсилювача, а вихід - з керувальним входом регулятора амплітуди, послідовно сполучені нуль-орган, вхід якого з'єднаний з виходом фазового детектора, і комутатора, а також дешифратор, виходи якого сполучені з відповідними керувальними входами блока керування розгорткою частоти і комутатора, два тригери, прямі виходи яких сполучені з відповідними входами дешифратора, перший ключ, два елемента затримки, перший з яких з'єднує перший вихід комутатора з S - входом другого тригера, а др угий елемент затримки з'єднує об'єднані R-входи першого і другого тригерів з другим ви ходом комутатора, S - вхід першого тригера сполучений з входом « Пуск», перший і другий суматори, піковий детектор, послідовно з'єднаний перший блок ділення, перетворювач добувача кореня і перший блок множення, а також лічильник імпульсів, регістр задавання коду, др угий дешифратор, перший елемент «НІ», при цьому інформаційний вхід пікового детектора з'єднаний з виходом другого узгоджувального підсилювача, а керувальний вхід через перший ключ -з виходом нуль-органа, вихід пікового детектора сполучений з віднімальним входом першого суматора, підсумовувальний вхід якого, об'єднаний ч підсумовувальним входом другого суматора, сполучений з виходом джерела задавання максимально допустимого граничного рівня сигналу, що відтворюється вібростендом, віднімальний вхід другого суматора під'єднаний до виходу джерела задавання програмного рівня сигналу, що відтворюється вібростендом, виходи другого і першого суматорів під'єднані до входів «Ділене» і «Подільник» відповідно першого блока ділення, вихід якого через блок добувача кореня сполучений з першим входом першого блока множення, другий вхід якого сполучений з входом Vmax, вхід «Скид» блока керування розгорткою частоти сполучений з виходом другого деши фратора, інформаційні входи якого сполучені з прямими виходами розрядів лічильника імпульсів, розрядні входи якого з'єднані з прямими виходами розрядів регістра задавання коду, вхід «Прийом» лічильника імпульсів об'єднаний з S - входом першого тригера і з'єднаний з зовнішнім входом «Пуск», S - вхід першого тригера об'єднаний з лічильним входом лічильника імпульсів і сполучений з виходом нуль-органа, керувальний вхід першого ключа через перший елемент «НІ» сполучений з інверсним виходом другого тригера, вхід «Скид» блока керування розгорткою частоти, об'єднаний з R-входами першого і другого тригерів і сполучений з зовнішнім входом «Скид», відповідно винаходу, пристрій додатково містить перетворювач «частота - напруга», перший і другий блоки пам'яті, другий, третій, че твертий, п'ятий, шостий і сьомий ключі, третій, четвертий, п'ятий, шостий, сьомий і восьмий суматори, другий блок множення, другий блок ділення, перший і другий знакочутливі елементи, другий, третій і четвертий елементи «НІ», елемент «АБО», третій елемент затримки, при цьому інформаційний вхід першого блока пам'яті через перетворювач «частота напруга» з'єднаний з виходом другого узгоджувального підсилювача, а інформаційний вхід друго го блока w пам'яті з'єднаний з входом в м , що відповідає граничному значенню частоти частотного діапазону, що відтворюється вібростендом, входи «Запис» першого і другого блоків пам'яті об'єднані і з'єднані через другий ключ з виходом першого ключа, входи «Читання» першого і другого блоків пам'яті об'єднані і з'єднані через третій елемент затримки з виходом другого ключа, виходи першого і другого блоків пам'яті з'єднані з віднімальним і підсумовувальним входами третього суматора відповідно, вихід якого через перший знакочутливий елемент з’єднаний з керувальним входом четвертого ключа, інформаційний вхід якого з'єднаний з виходом першого блока пам'яті, а вихід - з другим підсумовувальним входом четвертого суматора, перший підсумовувальний вхід якого через третій ключ з'єднаний з виходом другого блока пам'яті, керувальний вхід третього ключа з'єднаний через другий елемент «НІ» з виходом першого знакочутливого елемента, вихід четвертого суматора з'єднаний з підсумовувальним входом восьмого суматора, віднімальний вхід якого, об'єднаний з віднімальним входом сьомого суматора, з'єднаний з зовнішнім входом w гр., підсумовувальний вхід сьомого сума гора з'єднаний з зовнішнім входом w зад., виходи сьомого і восьмого суматорів з'єднані з входами «Ділене» і «Подільник» другого блока ділення відповідно, вихід другого блока ділення через сьомий ключ з'єднаний з другим входом другого блока множення, вихід др уго го блоку ділення сполучений з входом сьомого ключа, перший вхід другого блоку множення з'єднаний з зовнішнім входом Vmax., а ви хід - з об'єднаними інформаційним входом шостого ключа, підсумовувальним входом шостого суматора і входом четвертого елемента «НІ», віднімальний вхід шостого суматора об'єднаний з інформаційним входом п'ятого ключа і з'єднаний з виходом першого блока множення, виходи п'ятого і шостого ключів з'єднані з підсумовувальними першим і другим входами п'ятого суматора, вихід якого з'єднаний з третім керувальним входом блока керування розгорткою частота, ви хід шостого суматора через другий знакочутливий елемент з'єднаний з об'єднаними входом третього елемента «НІ», вихід якого з'єднаний з керувальним входом шостого ключа, і першим входом елемента «АБО», другий вхід якого з'єднаний з виходом четвертого елемента «НІ», вихід елемента «АБО», з'єднаний з керувальним входом п'ятого ключа, згідно з винаходом, додатково вводять третій блок множення, входи якого об'єднані і сполучені з виходом сьомого ключа, а вихід третього блоку множення сполучений з другим входом другого блоку множення. Застосування запропонованого пристрою разом з усіма суттєвими ознаками, включаючи відмінні, забезпечує визначення не тільки швидкості розгортки частоти збуджувальної вібростенд з випробуваним об'єктом дії при задаванні максимально допустимого по технічним характеристикам для конкретного типу вібростенда рівня віброприскорення, рівня віброприскорення заданого по програмі вібровипробувань, фіксації і реєстрації рівня віброприскорення, що відповідає максимуму обвідної напіврозмахів коливань динамічного резонансного піка при швидкості розгортки частоти, яка відповідає як максимально допустимій по технічним характеристикам для конкретного типа вібростенда, так і при задаванні і урахуванні верхньої частоти діапазону частот, що відтворюється вібростендом. Окрім цього забезпечується врахування нелінійності величини зміщення максимумів обвідних напіврозмахів коливань динамічних резонансних піків при невеликих коефіцієнтах демпфування при скануванні частоти задавального генератора для формування збуджувальної вібростенд дії, що призводить до підвищення точності і розширення технологічних можливостей пристрою і галузі його використання. Пояснюється це наступним. Розглянемо приклади використання запропонованого пристрою. Так, у першому випадку, коли відома величина резонансної частоти G»o випробуваного виробу. При урахуванні технічних характеристик використаного типу вібростенду задають рівень сигналу збуджувальної вібростенд дії таким чином, щоб мати максимально можливий рівень Yгp вібропереміщення ( віброприскорення) Приймають також максимально допустиму по технічним характеристикам вібростенда величину швидкості Vmax., розгортай частоти сигналу збуджувальної вібростенд дії. Фіксують величину частоти w max. і величину вібропереміщення (віброприскорення) Ymax. максимуму обвідної напіврозмахів коливань динамічного резонансного піку, що відповідає швидкості Vmax. розгортки частоти. Приймають заданій величину вібропереміщення (віброприскорення) Yзад., що відповідає програмі вібровипробувань. Відоме співвідношення: Y0 = (Y1 V22 – Y2V21)/(V22 – V21) (1) де V1,V2(V2>V1) - значення швидкостей розгортки частоти сигналу збуджувальної вібростенд дії Y1 Y2 - максимуми обвідних напіврозмахів коливань динамічних резонансних піків, що відповідають швидкостям V1 і V2 розгортки частоти відповідно сигналу збуджувальної вібростенд дії, в прийнятих нами позначеннях має такий вигляд: Yгp.=(Yзад.V2max– YmaxV2зад.)/(V2max-V2зад.) (2) Із(2) оіримаємо співвідношення для визначення швидкості V(Y)зад. скапування частоти сигналу збуджувальної вібростенд дії при заданих величинах Yзад., Yгp., Ymax, Vmax, а саме: V( Y )зад. = Vmax Yгр - Yзад (3) Yгр - Yзад На підставі фізичної реалізуємості із (3) маємо нерівності Yгр. > Yзад., Yгр. > Ymax, (Yгр. - Yзад.)V1). Максимум амплітуди коливань динамічного резонансного піку відповідає частоті w сигналу збудження, яка визначається співвідношенням (див. Ильинский B.C. Защита РЭА и прецизионного оборудования от динамических воздействий М.: Радио и связь, 1982—с, 116) 2 w = æ w2 - 2d2 ± 3pV ö / 1 + 0,28d / 2V (5) ç 0 ÷ è ø w де 0 - резонансна частота статичного резонансного піку ; d = b / 2m - коефіцієнт демпфування ; b - коефіцієнт опору; m - маса рухомої системи вібростенду разом з випробуваним об'єктом; V- швидкість сканування частоти сигналу збудження. w >> 2d , 0,28d / 2V V1 і siqn V1 = siqn V2=1) розгортки частоти сигналу збуджувальної дії на підставі (6) отримаємо систему рівень: w1 - w0 = + 3p V1 , (7) w2 - w0 = + 3p V2, де w 1, w 2 - частоти максимумів обвідних иапіврозмахів кожівань динамічних резонансних піків, що відповідають швидкостям V1, V2 розгортки частоти відповідно. Із системи рівень (7) отримаємо співвідношення для визначенні V1 V1 = V2 (w1 - w0 )2 (w2 - w0 )2 (8) В інших позначеннях співвідношення (8) приймає вигляд: 2 æw - w0 ö ÷ , (9) Vзад (w ) = Vmax ç зад. çw ÷ è max - w0 ø де w зад - частота максимуму обвідної напіврозмахів коливань динамічного резонансного піку, що V (w ) відповідає швидкості зад розгортай частоти; wmax - частота максимуму обвідної напіврозмахів коливань динамічного резонансного піку, що відповідає швидкості Vmax розгортки частоти. Порівнюючи співвідношення (3) і (9) отримаємо співвідношення: Uгр - U зад Uгр - Umax (w = зад - w0 ) 2 (wmax - w0 )2 (10) Із (10) отримаємо співвідношення для визначення wmax , а саме: æ Uгр - U U -U ö гр ÷ wm ax= wзад4 + w0 ç1- 4 (11) ç ç ÷ Uгр - U Uгр - Uзад ÷ зад è ø Приймаючи до уваги полосу частот, що відповідає технічним характеристикам використаного типу w вібростенду, зокрема верхню частоту в м частотного діапазону, маємо таку нерівність: wmax < wв м що обмежує w max значенням w вм. (12) При урахуванні (9) і (12) отримаємо співвідношення для визначення V( w )зад Vзад (w )* = Vmax × (wзад - w0 )2 , (13) (wв м - w0 )2 V( w)* зад Uгр - Uгр - Uзад ) (wв м - w0 ) 4 . 4 (wзад - w0 ) (15) Таким чином, співвідношення (3) для визначення швидкості Vзад(Y) сканування частоти сигналу збуджувальної дії додатково пояснюються співвідношеннями (13) і (15), які визначають вимоги для підбору w Vmax і Ymax при заданих значеннях 0 , w вм, w зад. Yгp, Yзад. При формуванні алгоритму апаратної реалізації вибір швидкості Vзад сканування частоти сигналу збуджувальної дії має одночасно відповідати співвідношенням (3) і (13), причому по співвідношенню (3) формують алгоритм для визначення швидкості Vзад(Y) сканування частоти збуджувальної вібростенд дії на підставі урахування максимальних значень технічних характеристик вібростенда по вібропереміщенню (віброприскоренню), а співвідношення (13) визначає оцінку величини швидкості сканування частоти сигналу збуджувальної дії при умові урахування верхньої частоти w вм діапазону частот, що відповідають нормальному функціонуванню вібростенда. Після визначення Vзад(Y) по співвідношенню (3) виникає необхідність перевірки (13). w У третьому випадку величина резонансної частоти 0 невідома, невідоме також значення Y0 максимуму обвідної напіврозмахів коливань статичного резонансного піку. В цьому випадку проводять вібровипробування еталонного виробу в режимі сканування частоти сигналу збуджувальної дії з двома постійними і різними швидкостями, зокрема, V1, V2 (V2>V1), фіксуючи і залам ятовуючи значення максимумів Y1, Y2, обвідних напіврозмахів коливань динамічних резонансних піків і відповідні цим максимумам частоти w 1, w 2. Значення Y0, w 0 визначають по співвідношенням (1) ї (8). Після визначення Y0, w 0 маємо ситуацію, що відповідає другому випадку. Із співвідношень (3), (9), (13) формується алгоритм для визначення швидкості Vзад сканування частот сигналу збуджувальної дії при відтворенні заданого по програмі рівня Yзад при урахуванні максимально допустимого рівня віброзміщення (віброприскорення) Yгp максимально можливої по технічним характеристикам швидкості Vmax зміни частоти сигналу збуджувальної дії і верхній межі частоти w вм частотного діапазону, що відтворюється вібростендом, а саме: 1) для використованого типу вібростенда відоме значення Yгр, що визначається конструктивними особливостями; відомі також заданий по програмі рівень Yзад і резонансна частота w 0 випробуваного виробу; 2) приймають максимально допустиму по те хнічним характеристикам швидкість Vmax розгортки частот сигналу збуджувальної дії, фіксують максимум Ymax обвідної напіврозмахів коливань динамічного резонансного піку при Vmax і частоту w max що відповідає Ymax, 3) формують сигнали, що дорівнюють різницям Yгр, і Yзад, Yгр і Ymax, а саме: Z1 = Yгp – Yзад, Z2 = Yгр Ymax і формують сигнал, що дорівнює Z3 = Z1/Z2, фіксуючи Z3; 4) формують сигнал величини Z4, що дорівнює кореню квадратному із величини Z3; фіксуючи Z4; 5) формують сигнал величині Vзад(Y), що дорівнює значенню V ( U )зад = Vmax Z4 = Vmax Z1 / Z 2 = Vmax ( U) Z4 = Z3 = Z1 / Z 2 , (Uгр - Uзад ) /(Uгр - Umax ) фіксуючи V зад ; 6) формують сигнали величин Z5, Z6, що дорівнюють різницям величин w зад w 0, w max і w 0; Z5 = w зад w 0, Z6 = w max - w 0, де w 0 < w зад < w max 0 10) порівнюють сигнали V( w )зад і Vзад(Y) і при виконанні умови 1 формують сигнал керування швидкістю розгортки частоти сигналу збуджувальної вібростенд дії таким чином, щоб ця D V = Vзад ( Y ) - Vзад( w) w max. на виході першого знакочутліївого елемента 52 формується сигнал, який надходить на керувальний вхід четвертого ключа 40, замикаючи його. При цьому сигнал, що відповідає w max., надходить з виходу першого блока 37 пам'яті через четвертий ключ 40 і четвертий суматор 45 на підсумовувальний вхід восьмого суматора 49. Третій ключ 39 при цьому буде розімкненим, тому що на його керувальний вхід надходить нульовий сигнал з виходу першого елемента 54 «НІ». При виконанні умови w mах.> w вм на виході першого знакочутливого елемента 52 сигнал дорівнює нулю. При цьому третій ключ 39 замикається сигналом з виходу першого елемента 54 «НІ» і сигнал що відповідає w вм, надходить через третій ключ 39 і четвертий суматор 45 на підсумовувальний вхід восьмого суматора 49. На віднімальний вхід восьмого суматора 49 надходить сигнал з входу 60, що відповідає w гр, а з ви ходу восьмого суматора 49 – сигнал величини( w mах. - w гр.) при виконанні умови w вм > w max., або величини ( w вм - w гр.) при виконанні умови w вм w max., або сигнал ( w зад. - w гр)/( w вм - w гр.) при умові w mах. > w вм. Сигнал з виходу др уго го блоку 51 ділення через замкнений сьомий ключ 43 надходить на об'єднані входи третього блоку 88 множення, сигнал з виходу якого надходить на друї ий вхід другого блоку 50 множення, на перший вхід якого надходить сигнал, що відповідає Vmax. з входа 34. На виході другого блока 50 множення формуються сигнали дорівнюють величинам S1 1 або S11 1 , що 2 æw - wгр. ö ÷ Vmax ç зад. ç wmax - wгр . ÷ S1 1= è ø w вм > w max., при умові 2 æw - wгр. ö ÷ Vmax ç зад . 11 ç wв м - wгр . ÷ S1 è ø = при умові w вм S2 або S11l >S2 на виході другого знакочутливого елемента 53 формується сигнал. При цьому п'ятий ключ 41 замикається, а шостий ключ 42 буде розімкненим, тому що при цьому на виході другого елемента 55 «НІ» присутній нуль. Uгр - Uзад Uгр - Umax Сигнал, що дорівнює величині S2=Vmax. , з ви ходу п'ятого ключа 41 через п’ятий суматор 46 надходить на третій керувальний вхід 84 блока 1 керування розгорткою частоти, формуючи режим зміни частоти задавального генератора 2, що відповідає швидкості Vзад.. S11 При виконанні умови Sll < S2 або 1 < S2 на виході другого знакочутливого елемента 53 сигнал дорівнює нулю. Тому на виході другого елемента 55 «НІ» формується одиничний сигнал. При цьому шостий ключ 42 замикається, а п'ятий ключ 41 буде розімкненим., тому що на обох входах елемента 57 «АБО» нульові сигнали, що надходять з виходів др угою знакочутливого елемента 53 і третього елемента 56 «НІ». Сигнал, що дорівнює величині æ w зад . - wгр. ö ÷ Vmax ç ç wmax - w гр . ÷ S1 1= è ø 2 2 або æw - wгр. ö ÷ Vmax ç зад . ç wв м - wгр . ÷ è ø , з ви ходу шостого ключа 42 через п’ятий суматор 46 надходить на третій керувальний вхід 84 блока 1 керування розгорткою частоти, формуючи режим зміни частоти задавального генератора 2, що відповідає швидкості Vзад.. Блок 1 керування розгорткою частоти працює таким чином. При надходженні сигналу на вхід 85 «Скид» п'ятий тригер 67 установлюється в одиницю, десятий ключ 70 замикається, тому що на його керувальний вхід надходить одиничний сигнал з прямого виходу п'ятого тригера 67 через елемент 73 « АБО». Перший нагромаджувальний конденсатор 72 розряджається через десятий ключ 70. На виході 87 установлюється нульовий рівень. Замикається одинадцятий ключ 75, тим самим через цей ключ розряджається другий нагромаджувальний конденсатор 77. Блокується також робота першого і другого імпульсних генераторів 63 і 64 відповідно, тому що на другі керувальні входи цих генераторів надходить одиничний сигнал з прямого виходу п'ятого тригера 67. При надходженні сигналу на перший керувальний вхід 82 «П уск» четвертий і п'ятий тригери 66 і 67 установлюються в нуль, тим самим десятий і одинадцятий ключі 70 і 75 відповідно розмикаються, восьмий ключ 68 замикається, розблокуються перший і другий імпульсні генератори 63 і 64 відповідно, тому що на їх об'єднані другі керувальні входи надходить нульовий сигнал з прямого виходу п'ятого тригера 67. Така комутація відбувається тому, що формується сигнал на першому виході першого дешифратора 18. При надходженні сигналу на керувальний вхід 82 «Пуск» цей сигнал проходить через четвертий елемент 81 затримки на перші керувальні входи першого і другого імпульсних генераторів 63 і 64, на виходах яких формуються імпульсні послідовності, частоти генерації яких підбираються близькими, але таким чином, щоб частота биття, яка визначає період формування лінійно змінної напруги, була би такою, щоб вона перекривала весь діапазон частот сигналу зб уджувальної вібростенд дії. Для формування сигналу задавального генератора 2 з лінійно зростаючою частотою частота надходження імпульсів з виходу др угого імпульсного генератора 64 установлюється вище частоти надходження імпульсів з виходу першого імпульсного генератора 63. Імпульсні послідовності з виходів першого і другого імпульсних генераторів 63 і 64 керують станом третього тригера 65, на інверсному виході якого формується імпульсна послідовність з лінійно зростаючою тривалістю імпульсів, а на прямому виході - імпульсна послідовність з лінійно спадаючою тривалістю імпульсів. Якщо восьмий ключ 68 замкнений, а дев'ятий ключ 69 розімкнений, то імпульсна послідовність з лінійно зростаючою тривалістю імпульсів через замкнений ключ 68 і зарядний резистор 71 заряджає перший нагромаджувальний конденсатор 72, тому на виході 87 формується лінійно зростаюча напруга. S11 1 = При формуванні сигналу на другому ви ході першого дешифратора 18 цей сигнал надходить на другий керувальний вхід 83 блока 1 керування розгорткою частоти, а тому і на другий керувальний вхід регульованого одновібратора 80, на виході якого формується імпульс, який надходить через елемент 73 « АБО» на керувальний вхід десятого ключа 70, замикаючи його. Перший нагромаджувальний конденсатор 72 розряджається через замкнений десятий ключ 70, а на виході 87 установлюється нульовий рівень, який надходить на керувальний вхід задавального генератора 2 і установлює частоту його генерації, що дорівнює нижній частоті досліджувального діапазону частот. Імпульсний сигнал з виходу регульованого одновібратора 80 надходить також на керувальний вхід дванадцятого ключа 76, замикаючи його. Другий нагромаджувальний конденсатор 77 через токостабілізуючий двополюсник 79 і замкнений дванадцятий ключ 76 заряджається від джерела «Е» напруги на величину D V. Через третій узгоджувальний підсилювач 78 напруга D V надходить на третій керувальний вхід першого імпульсного генератора 63, що призводить до зростання частоти формування імпульсів на його виході, тим самим зменшується крупсть лінійно змінної напруги на виході 87. Таке виконання пристрою дозволяє розширити технологічні можливості пристрою при проведенні вібровипробувань виробів на віброміцність і вібронадійність, тому що забезпечується урахування нелінійності величини зміщення максимумів обвідних напіврозмахів коливань динамічних резонансних піків від відповідних швидкостей розгорток частоти сигналу задавального генератора для формування збуджувальної вібростенд дії.
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюDevice for vibration test of workpieces
Автори англійськоюPuz'ko Ihor Danylovych
Назва патенту російськоюУстройство для испытаний изделий на вибропрочность
Автори російськоюПузько Игорь Данилович
МПК / Мітки
Мітки: пристрій, випробування, виробів, віброміцність
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/12-63706-pristrijj-dlya-viprobuvannya-virobiv-na-vibromicnist.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій для випробування виробів на віброміцність</a>
Попередній патент: Опора кузова транспортного засобу на візок
Наступний патент: Крем для масажу “кримчанка”
Випадковий патент: Меблева тумба