Удосконалений пристрій для повторного навантажування

Винахід належить до області механіки здеформовного твердого тіла і може бути використаний для дослідження явища утомлювання. Відомі дисипативні пристрої прямої дії, призначені здійснювати повторне навантажування при постійних нижньому і верхньому рівнях вантаги (1, 2). Усі вони близьки поміж собою. Найбільш досконалим серед них є пристрій (2) (прототип), який містить бак, з'єднані один із одним насос та циліндер, приєднаний до циліндеру манометр, а також уведений між насосом та циліндром керований кран. Даний пристрій включає розташовані на манометрі дві групи контактів. Із ними зв'язано (через двопозиційне реле) соленоїд керованого крану. Зауважимо, що коли тиск робочої рідини у манометрі приймає значину, відповідну нижньому рівню вантаги, замикаються контакти однієї ізі згаданих груп, й керований кран закривається, а коли тиск робочої рідини у манометрі приймає значину, відповідну верхньому рівню вантаги, замикаються контакти іншої ізі згаданих груп, й керований кран відкривається. Недолік даного пристрою полягає в його нездатності забезпечити високу частоту навантажувань ( за вимоги, щоб лишався незмінним верхній рівень вантаги). Дійсно, частота навантажувань залежить від швидкості кожного навантажування, або швидкості зростання тиску робочої рідини у циліндері. Останню можна збільшити шляхом збільшення об'єму робочої рідини, що надходить за одиницю часу у циліндр. Однак час відкривання керованого крану становить величину скінченну. Тому зі збільшенням швидкості зростання тиску робочої рідини у циліндрі, а, отже, і у манометрі, його максимальна значила перевершить його значиму, відповідну верхньому рівню вантаги. В основу винаходу поставлена задача створення удосконаленого пристрою для повторного навантажування, здатного забезпечити високу частоту навантажувань. Ця задача розв'язана, тим, що в пристрої для повторного навантажування, який містить бак, з'єднані один із одним насос та циліндр, приєднаний до циліндеру манометр, згідно з винаходом між насосом та циліндром уведені два керованих крани із приєднаними до них (по одному ) двома дроселями, а на манометрі розташовані три фотодіоди, із котрими зв'язані (через два двопозиційних реле ) соленоїди керованих кранів. Відзначимо, що стрілку манометру треба оснастити шторкою, покликаною керувати світловими потоками, які необхідно спрямовувати до згаданих фотодіодів. Як бачимо, ознакою створеного пристрою, збіжною з головною ознакою прототипу, е те, що роль задавального органу в ньому теж грає манометр. Окрім цього, йому притаманні й власні ознаки. Зокрема, він містить два виконавчих органи. Маються на думці керовані крани. Заради кожного навантажування один ізі керованих кранів має бути закритий. Одночасно інший ізі керованих кранів може бути як закритий, так і відкритий. Якщо цей керований кран відкритий, буде меншим об'єм робочої рідини, що надходить за одиницю часу у циліндр. Себто, маніпулюючи цим керованим краном, можна f в межах кожного навантажування ) зменшувати швидкість зростання тиску робочої рідини у циліндрі. Зрозуміло, що, задаючи значною швидкість зростання тиску робочої рідини у циліндрі й лише пізніше ( на кінцевій стадії кожного навантажування ) зменшуючи її до прийнятної, можна суттєво підвищити частоту навантажувань. Далі, створений пристрій включає три чутливих елементи. Мова йде про фотодіоди. Застосування ж у якості чутливих елементів саме фотодіодів зумовлено тією обставиною, що вони визначаються необмеженим ресурсом. Розглянемо створений пристрій докладніше. Насамперед підкреслимо, що він складається з гідравлічної (фіг. 1) й електричної (фіг. 2) систем. Нехай соленоїди L1 і L2 відносяться до керованих кранів 5 і 7 відповідно. Пояснимо, як функціонує створений пристрій. Припустимо, що контакти IKI і IK2 розімкнені, на соленоїдах L1 і L2, нема напруги, а керовані крани 5 і 7 відкриті. В цьому випадку робоча рідина із насосу 2, а також циліндру 3 та манометру 4 буде надходити у бак 1. Таким чином, тиск робочої рідини у циліндрі 3 та манометрі 4 буде падати. Нарешті, падаючи, тиск робочої рідини у циліндрі 3 та манометрі 4 прийме значиму, відповідну нижньому рівню вантаги. В результаті шторка вивільнить світловий потік, спрямовуваний (від лампи EL o) до фотодіоду VD20. Фотодіод VD20 відкриється, внаслідок чого на керувальному електроді тиристора VDO з'явиться напруга. Тиристор VDO відкриється, у зв'язку з чим на лівих -секціях двопозиційних реле К1 і К2 з'явиться напруга. При цьому контакти ІКІ і ІК2 замкнуться, на соленоїдах L1 і L2 з'явиться напруга, а керовані крани 5 і 7 закриються. З огляду на це робоча рідина із насосу 2 почне надходити у циліндр 3 та манометр 4. Отже, тиск робочої рідини у циліндрі 3 та манометрі 4 почне зростати. В результаті шторка затримає світловий потік, спрямовуваний (від лампи ELo) до фотодіоду VD20. Фотодіод VD20, закриється, внаслідок чого на керувальному електроді тиристора VDO зникне напруга. Тиристор VDO закриється, у зв'язку з чим на лівих секціях двопозиційнмх реле К1 і K2 зникне напруга. Спочатку, зростаючи, тиск робочої рідини у циліндрі 3 та манометрі 4 прийме значину, трохи більшу за його значину, відповідну деякому проміжному рівню вантаги. В результаті шторка вивільнить світловий потік, спрямовуваний (від лампи ЕL1) до фотодіоду VD2. Фотодіод VD2 відкриється, внаслідок чого на керувальному електроді тиристора VDI з'явиться напруга. Тиристор VD1 відкриється, у зв'язку з чим на правій секції двопозиційного реле КІ з'явиться напруга. Завдяки цьому контакти ІКІ розімкнуться, на соленоїді LI зникне напруга, а керований кран 5 відкриється. З цієї причини робоча рідина із насосу L стане частково надходити у бак 1. В підсумку зменшиться швидкість зростання тиску робочої рідини у циліндрі 3 та манометрі 4. Нарешті, зростаючи, тиск робочої рідини у циліндрі 3 та. манометрі 4 прийме значину, відповідну верхньому рівню вантаги. В результаті шторка вивільнить світловий потік, спрямовуваний (від лампи ЕL2) до фотодіоду VD22. Фотодіод VD22 відкриється, внаслідок чого на керувальному електроді тиристора VD2 з'явиться напруга. Тиристор VD2 відкриється, у зв'язку з чим на правій секції двопозиційного реле К2 з'явиться напруга. Завдяки цьому контакти ІК2 розімкнуться, на соленоїді L2 зникне напруга, а керований кран 7 відкриється. З цієї причини робоча рідина із насосу 2, а також циліндру 3 та манометру 4 почне надходити у бак 1. Отже, тиск робочої рідини у циліндрі 3 та манометрі 4 почне падати. В результаті шторка затримає світловий потік, спрямовуваний (від лампи ЕL2) до фотодіоду VD22. Фотодіод VD22 закриється, внаслідок чого на керувальному електроді тиристора VD2 зникне напруга. Тиристор VD закриється, у зв'язку з чим на правій секції двопозиційного реле К2 зникне напруга. Спочатку, падаючи, тиск робочої рідини у циліндрі 3 та манометрі 4 прийме значиму, трохи меншу за його значиму, відповідну деякому проміжному рівню вантаги. В результаті шторка затримає світловий потік, спрямовуваний (від лампи ЕД1) до фотодіоду VD21. Фотод'зд VD21 закриється, внаслідок чого на керувальному електроді тиристора VDI зникне напруга. Тиристор VDI закриється, у зв'язку з чим на правій секції двопозиційного реле КІ зникне напруга. В подальшому усе повториться. Зрештою, важливо зазначити таке. За допомогою дросілів 6 і 8 можна регулювати швидкість змінювання тиску робочої рідини у циліндрі 3 та манометрі 4. Література. 1. Писаренко Г.С., Стрижало В.А. Экспериментальные методы в механике деформируемого твердого тела. - Киев: Наукова думка, 1986. - 264с. 2. Дорошенко С.П., Курчаков Ε.Ε. К исследованию закономерностей роста усталостных трещин. - Киев, 1988. - 18с. - Деп. в ВИНИТ 11.03.88; №1952-В88. Фіг.1 Фіг.2