Вибростенд для испытания объектов на резонансных частотах

Вибростенд для испытания объектов на резонансных частотах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

П И С А Н И Е (1 896843

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11,02.75 (21) 2104593/25-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.03.78. Бюллетень №9 (45) Дата опубликования описания05.0Ъ.то. (51) М. Кл.

& 01 М 7/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретений и открытий (53) УДК 620.178.5 (088.8) A. Е, Божко, М, С. Буянский, И. П, Власенко, Е. A. Личкатый и В. И. Савченко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Институт проблем машиностроения АН Украинской CCP (54) ВИБРОСТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБЪЕКТОВ НА РЕЗОНАНСНЫХ

ЧАСТОТАХ

Изобретение относится к области испытания изделий на виорации, а именно к устройствам для программных испытаний объектгнз с многорезонансной частотной характеристикой с автоматической настройкой резонансного режима, Известны автоколебательные системы для испытаний на резонансных частотах конструкций, в которых незатухающие колебания поддерживаются за счет положительной обратной связи, по цепи которой постуггает энергия, компенсирующая потери энергии в системе. Оптимальные фазовые соотношения между колебаниями конструкций и импульсами силовозбудителя устанавливаются вручную фазовраIllàTåëåì, последовательно соединенным с полосовым фильтром. Настройка фильтра обеспечивает возбуждение автоколебаний на выбранной одной из резонансных частот исггытуемой конструкции (1).

Недостатком таких устройств является ручная настройка резонансного режима испытаний конструкций.

Указанный недостаток устранен в устройствах для испытаний на вибропрочность, содержащих фазовый детектор для выдачи сигналов рассогласования фаз.

Известно устройство для вибрационных испытаний на резонансных частотах, содержащее задающий генератор, усилитель мощности, вибратор и цепь автоматической подстройки частоты генератора. Последняя состоит из вибизмерительного преобразователя, установленного на испытуемом объекте, согласующего уси;штеля, фазового детектора для выдачи сигналов рассогласования фаз через усилитель на исполнительный элемент, управляющий частотой задающего генератора (2).

В этом устройстве при одинаковых изме1О нениях резонансной частоты на нечетных и четных тонах конструкции выходное напряжение фазового детектора имеет противоположные полярности, что исключает возможность настройки резонансного режима на четных тонах конструкции, если система настроена на испытания на нечетных тонах конструкции и наоборот.

Целью настоящего изобретения является автоматическая настройка резонансного режима при программных испытаниях объектов с м ногорезонансной частотной характеристикой.

Поставленная цель достигается введением

20 в устройство коммутатора, содержащего два формирователя прямоугольных импульсов, из которых первый подключен к выходу согласующего усилителя, а другой — к выходу задающего генератора, фазовый ключ, ко входам которого подключены выходы формирователей, последовательно подключенные к выходу фазо596848

60 вого ключа интегратор, фильтр и блок реверса исполнительного элемента и последовательно подключенные к выходу первого формирователя дифференцируюшую цепь, формирователь остроконечных импульсов, элемент

«И», второи вход которого подключен к выходу фазового ключа, и второй фильтр, к выходу которого подключен второй вход блока реверса.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 представлена блок-схема вибростенда для испытания объектов на резонансных частотах; на фиг. 2 — временные диаграммы выходных сигналов элементов при испытаниях на нечетном тоне конструкции; на фиг. 3 — временные диаграммы выходных сигналов элементов при испытаниях на четном тоне конструкции.

Вибростенд содержит задающий генератор 1, усилитель 2 мощности, вибратор 3, цепь автоподстройки частоты генератора, имеющую виброизмерительный преобразователь 4, установленный на испытуемом изделии, согласующий усилитель 5, фазовый детектор 6, исполнительный элемент 7, управляющий частотой задающего генератора 1, коммутатор 8.

Коммутатор 8 содержит два формирователя прямоугольных импульсов 9 и 10, фазовый ключ 11, интегратор 12, два фильтра 13 и 14, дифференцирующую цепь 15, формирователь 16 остроконечных импульсов, элемент 17 «И» и блок 18 реверса.

Генератор 1 вырабатывает электрические сигналы задаваемой частоты, которые усиливаются усилителем 2 мощности и через вибратор 3, возбуждают колебания испытуемого объекта на одной из резонансных частот объекта. С укрепленного на объекте виброизмерительного преобразователя 4 через согласующий усилитель 5 сигнал подается на фазовый детектор 6. Второй сигнал на этот детектор подается от задающего генератора 1.

При уходе частоты колебаний объекта от резонансной меняется фаза сигнала с вибропреобразователя, что приводит к появлению сигнала рассогласования фаз на входе фазового детектора 6, а на его выходе появляется сигнал той или иной полярности, который поступает па исполнительный элемент 7.

Знак выходного сигнала фазового детектора 6 зависит как от направления изменения частоты испытчемого объекта от резонансной, так и от того, что на четном или нечетном тоне происходит возбуждение конструкции.

При фазовом принципе стабилизации резонансного режима объектов с многорезонансной частотной характеристикой фазовый сдвиг между сигналами на входе фазового детектора определяется следующим соотношением: (2п — 1) Л/2, (и= l, 2, 3,...), где и — номер тона. Как видно из этого соотношения при испытаниях на нечетных тонах сигнал вибродатчика 4 отстает от сигнала задающего генератора 1 на Л /Я (фиг. 2 а, б), при испытаниях на четных тонах — опережает на 7i/2 (фиг. 3a,б). Это приводит к тому, что при одинаковых изменениях резонансной частоты на нечетных и четных тонах конструкции знак выходного напряжения фазового детектора на нечетном тоне будет противоположен знаку

il

55 выходного направления при испытаниях на четном тоне, а значит и сигнал управления на исполнительный элемент поступает противоположный при изменении тона конструкции, что исключает возможность настройки резонансного режима при программных испытаниях объектов с многорезонансными частотными характеристиками. Таким образом, при программных испытаниях многорезонансных объектов при переходе с одного тона на другой необходимо автоматически изменять направление отработки частоты исполнительным элементом 7.

Это достигается введением коммутатора 8, на два входа которого подаются сигнал задающего генератора 1 и через согласующий усилитель 5 сигнал виброизмерительного преобразователя 4.

Синусоидальные сигналы, преобразованные в прямоугольные формирователями 9 и 10 (фиг. 2 в, г и фиг. 3 в, г) поступают на входы фа зового ключа 11.

На выходе фазового ключа 41 сигнал появляется только в интервалах совпадения выходных импульсов формирователей 9 и 10 (фиг. 2д и Зд)

Выходной сигнал фазового ключа ll преобразуется интегратором 12 и фильтром 13 в напряжение управления и подается на первый вход блока 18 реверса, выполненного на основе транзисторного реверсивного релейного усилителя.

На второй вход блока 18. реверса сигнал управления поступает при: совпадении в элементе 17 «И» выходного сигнала фазового ключа 11 и сигнала, сформированного дифференциальной цепью 15 и формирователем 16.

При резонансных испытаниях на четном тоне конструкции выходной сигнал формирователя 16 (фиг. Зж) не совпадает по времени с выходным ойгналом фазового ключа (фиг. 3 д). Сигнал управления поступает только на первый .вход блока 18 реверса и реверсивный релейный усилитель блока .18 реверса находится в исходном состоянии.

При резонансных испытаниях на нечетном тоне конструкции выходной сигнал формирователя 16 (фиг. 2 ж) совпадает по времени с выходным сигналом фазового ключа (фиг. 2д) и на второй вход блока реверса через фильтр 14 поступает сигнал управления, который переводит реверсивный релейны и усилитель блока 18 реверса в другое устойчивое состояние и блок реверса 18 выдает на исполнительный элемент 7 сигнал управления, который изменяет полярность входного сигнала исполнительного элемента.

Наличие коммутатора позволяет проводить программные испытания объектов на четных и нечетных тонах конструкции и автоматизировать настройку резонансного режима объектов с многорезонансной частотной характеристикой, сократить время на подготовку и проведение виброиспытаний натурных конструкций и повысить достоверность результатов испытаний

Формула изобретения

Вибростенд для испытания объектов на резонансных частотах, содержащий последова596848 тельно включенные задающий генератор, усилитель мощности, вибратор и цепь автоподстройки частоты генератора, имеющую последовательно включенные виброизмерительный преобразователь, согласующий усилитель, фазовый детектор, второй вход которого подключен к выходу задающего генератора, и исполнительный элемент, отличающийся тем, что, с целью автоматической настройки резонансного режима при программных испытаниях объектов с многорезонансной частотной характеристикой, он снабжен коммутатором, содержащим два формирователя прямоугольных импульсов, из которых первый подключен к выходу согласующего усилителя, а второй — к выходу задающего генератора, фазовый ключ, ко входам которого подключены выходы формирователей, последовательно подключенные к выходу фазового ключа интегратор, фильтр и блок реверса исполнительного элемента и последовательно подключенные к выходу первого формирователя дифференцирующую цепь, формирователь остроконечных импульсов, элемент «H>) второй вход которого подключен к выходу фазового ключа, и второй фильтр, к выходу которого подключен второй вход блока реверса.

Источники информации, принятые во вни10 мание при экспертизе:

1. «Вибрационная техника». Материалы семинара, М., Московский дом научно-технической пропаганды, 1974, с. 169 — 174

2. Авторское свидетельство СССР № 248306, кл. G О! М 7/00, 1969.

596848 ча нь!й l7T0H

14ечетный лая а) а) e) е) ж) 3) Фиа 7

Риг. г

Составитель В. Шехтер

Техред О. Луговая Корректор A. Гриценко

Тираж 1012 Подписное

"-: едактор Т. Авдейчик

Заказ 111214!

ИНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам 11306pcTE íий и открытий

I I:3035, Москва, Ж-35, Раугнская наб. д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужг<1род, ул. Проектная, 4