[go: up one dir, main page]

RU194611U1 - Installation for testing material samples for fatigue - Google Patents

Installation for testing material samples for fatigue Download PDF

Info

Publication number
RU194611U1
RU194611U1 RU2019120623U RU2019120623U RU194611U1 RU 194611 U1 RU194611 U1 RU 194611U1 RU 2019120623 U RU2019120623 U RU 2019120623U RU 2019120623 U RU2019120623 U RU 2019120623U RU 194611 U1 RU194611 U1 RU 194611U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
active
installation
extremum
sample
Prior art date
Application number
RU2019120623U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Александрович Елгаев
Алена Юрьевна Морякова
Лилия Евгеньевна Каткова
Лев Николаевич Шарыгин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ)
Priority to RU2019120623U priority Critical patent/RU194611U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU194611U1 publication Critical patent/RU194611U1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/32Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания материалов на усталость. Установка использует метод испытания вращающегося образца при консольном изгибе. Сила нагружения реализуется за счет взаимодействия закрепленного на активном захвате магнитопроводного стержня с полем первой секции неподвижной электрической катушки. Вторая секция этой катушки используется в измерителе перемещения. Имеется устройство температурного отпуска. Оно представлено лазером, установленным на поворотной платформе, имеющей электромагнитный привод с управляющим триггером. В цепь управления входят контакты упоров поворотной платформы. Имеется блок выявления экстремума функции перемещения активного захвата с индикатором. На индикаторе отражается текущее значение перемещения активного захвата, момент достижения экстремума и цикличность работы устройства термообработки. 3 з.п. ф-лы, 10 ил.The utility model relates to testing equipment, namely to facilities for testing materials for fatigue. The setup uses the cantilever bending test method for a rotating sample. The loading force is realized due to the interaction of the magnetic core fixed to the active grip with the field of the first section of the stationary electric coil. The second section of this coil is used in a displacement meter. There is a temperature release device. It is represented by a laser mounted on a turntable having an electromagnetic drive with a control trigger. The control circuit includes the contacts of the stops of the turntable. There is a block for identifying the extremum of the active capture moving function with an indicator. The indicator reflects the current value of the active capture movement, the moment of reaching the extremum and the cyclical nature of the heat treatment device. 3 s.p. f-ly, 10 ill.

Description

Полезная модель относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания образцов материалов на усталость. The utility model relates to testing equipment, namely to facilities for testing material samples for fatigue.

Ряд методов и средств испытаний материалов изложен в фундаментальных монографиях Л.М. Школьника (Школьник Л.М. Скорость роста трещин и живучесть металла. - М.: Металлургия, 1973. - 216 с.; Школьник Л.М. Методика усталостных испытаний: справочник. - М.: Металлургия, 1978. - 304 с.). Применение того или иного метода определяется целью исследований.A number of methods and means of testing materials are described in the fundamental monographs of L.M. Shkolnik (Shkolnik L.M. Fracture growth rate and survivability of metal. - M.: Metallurgy, 1973. - 216 p .; Shkolnik L.M. Fatigue test methodology: reference book. - M .: Metallurgy, 1978. - 304 s. ) The application of a method is determined by the purpose of research.

Получили распространение машины для испытания на усталость при консольном изгибе вращающегося образца материала - УКИ - 10М, МУИ - 6000, МВЦ - 6М, МВП - 10000, У40, ЧУМ - 70. Для образцов малых сечений применяют автоколебательный режим нагружения (патент RU 100622 U1, опубл. 20.12.2010; патент RU 108843 U1, опубл. 27.09.2011).The machine for testing fatigue during cantilever bending of a rotating sample of material - UKI - 10M, MUI - 6000, MVC - 6M, MVP - 10000, U40, CHUM - 70, has become widespread. For samples of small sections, self-oscillating loading mode is used (patent RU 100622 U1, publ. 12/20/2010; patent RU 108843 U1, publ. 09/27/2011).

Иногда исследователь предусматривает в программе испытаний на усталость промежуточную термообработку. Для этого освобождают образец материала от захватов, отдельно проводят термообработку и снова крепят образец в испытательную установку. Установка для испытания образцов на усталость по патенту RU 2624595 С1, опубл. 04.07.2017 предусматривает рекристаллизационный отжиг за счет индуктора с охватывающей образец катушкой. В установке используется автоколебательный режим нагружения.Sometimes a researcher provides for an intermediate heat treatment in a fatigue test program. To do this, the material sample is freed from the grips, heat treatment is carried out separately and the sample is again mounted in the test setup. Installation for testing samples for fatigue according to patent RU 2624595 C1, publ. 07/04/2017 provides for recrystallization annealing due to an inductor with a coil covering the sample. The installation uses a self-oscillating loading mode.

Рассматриваемая установка имеет ограниченные эксплуатационные возможности по следующим причинам:The installation in question has limited operational capabilities for the following reasons:

- большая постоянная времени теплового цикла термообработки за счет нагрева окружающих элементов;- a large time constant of the heat cycle of heat treatment due to the heating of the surrounding elements;

- низкий коэффициент теплового преобразования за счет рассеяния тепловой энергии;- low coefficient of thermal conversion due to the dissipation of thermal energy;

- установка не выявляет текущее состояние материала, т.е. процедура термообработки проводится в произвольный момент времени;- the installation does not reveal the current state of the material, i.e. the heat treatment procedure is carried out at an arbitrary point in time;

- автоколебательный режим нагружения ограничивает типоразмерный ряд образцов.- self-oscillating loading mode limits the size range of samples.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому решению является установка для испытания материалов на усталость по патенту RU 145586 U1, опубл. 20.09.2014. Цитируемая установка для испытаний материалов на усталость, содержащая основание, активный и пассивный захваты, устройство нагружения, включающее две установленные на основании соленоидные катушки освобождения и привода, соединенные с источником тока, сопряженный с ними соосно магнитопроводный стержень, который закреплен на активном захвате и ориентирован по направлениям деформации образца материала, электронный ключ соленоидных катушек, содержащий усилитель-формирователь с образованием схемы формирования импульсов привода, при этом она снабжена измерителем перемещения активного захвата и фазоопределителем, устройство нагружения снабжено приводом пассивного захвата в составе шпинделя с датчиком фазового положения и фиксатора, при этом на одном конце шпинделя установлен пассивный захват, а на другом - электродвигатель, источник тока снабжен переключателем режимов испытаний, содержащем коммутатор соленоидных катушек освобождения и привода, выводы соленоидных катушек соединены со схемой формирования импульсов привода и входом измерителя перемещений активного захвата через коммутатор соленоидных катушек освобождения и привода, выходы датчика фазового положения шпинделя и измерителя перемещений активного захвата подключены к входам фазоопределителя. В данной установке измеритель перемещений активного захвата выполнен в виде замкнутого контура тока в составе последовательно соединенных соленоидной катушки освобождения, резистора и высокочастотного выхода источника тока, при этом параллельно резистору подключен выпрямитель, последовательно с которым включен фильтр нижних частот.Closest to the technical nature of the proposed solution is the installation for testing materials for fatigue according to patent RU 145586 U1, publ. 09/20/2014. The cited material fatigue testing apparatus comprising a base, active and passive grips, a loading device including two solenoid release coils and a drive mounted on the base, connected to a current source, a coaxial magnetic rod coupled to them, which is fixed to the active gripper and oriented in directions of deformation of the material sample, an electronic key of solenoid coils containing an amplifier-driver with the formation of a drive pulse formation circuit, at it is equipped with an active capture displacement meter and a phase determiner, the loading device is equipped with a passive capture drive consisting of a spindle with a phase position sensor and a clamp, with a passive capture at one end of the spindle and an electric motor at the other end, the current source is equipped with a test mode switch containing the commutator of the release and drive solenoid coils, the outputs of the solenoid coils are connected to the drive pulse formation circuit and the input of the active displacement meter capture through the switch of the solenoid release coils and the drive, the outputs of the spindle phase position sensor and the active capture displacement meter are connected to the inputs of the phase determiner. In this installation, the active capture displacement meter is made in the form of a closed current loop consisting of a series-connected solenoid release coil, a resistor, and a high-frequency output of a current source, while a rectifier is connected in parallel with the resistor, and a low-pass filter is connected in series with it.

Изложенной конструкции установки для испытаний материалов на усталость свойственны те же недостатки, что и установкам - аналогам.The stated design of the installation for testing materials for fatigue has the same drawbacks as installations - analogues.

Техническим результатом предлагаемого решения является расширение эксплуатационных возможностей установки для испытания образцов материалов на усталость.The technical result of the proposed solution is to expand the operational capabilities of the installation for testing samples of materials for fatigue.

Решаются задачи:The tasks are solved:

1. Разработка конструктивной схемы установки реализующей широкодиапазонный режим испытаний.1. Development of a constructive installation scheme implementing a wide-range test mode.

2. Разработка блока выявления текущего состояния материала испытываемого образца.2. Development of a unit for identifying the current state of the material of the test sample.

3. Разработка устройства термообработки с высоким коэффициентом полезного действия теплового цикла.3. Development of a heat treatment device with a high thermal cycle efficiency.

Указанный технический результат достигается тем, что установка для испытания образцов материалов на усталость, содержащая основание, активный и пассивный захваты, устройство нагружения, включающее две установленные на основании соленоидные катушки, соединенные с источником тока, сопряженный с ними магнитопроводный стержень, который закреплен на активном захвате и ориентирован по направлению деформации образца материала, измеритель перемещения активного захвата, который выполнен в виде замкнутого контура тока в составе последовательно соединенных первой соленоидной катушки, резистора и высокочастотного выхода источника тока, при этом параллельно резистору подключен выпрямитель, последовательно с которым включен фильтр нижних частот, снабжена блоком выявления экстремума характеристики перемещения активного захвата и устройством термообработки образца материала, при этом вторая соленоидная катушка соединена с регулируемым выходом постоянного тока источника тока. В предлагаемой установке устройство термообработки образца материала выполнено на основе поворотной платформы с ведущим поводком, которая снабжена двумя неподвижными электроконтактными упорами в ее крайних положениях и приводом в составе электромагнита, имеющего подпружиненный, соединенный с ведущим поводком через гибкую тягу якорь с регулятором скорости его перемещения, RS - триггер, выход которого через электронный ключ соединен с обмоткой электромагнита, а его входы подключены к низковольтному выходу постоянного тока источника тока через контакты электроконтактных упоров, при этом на поворотной платформе закреплен лазер таким образом, что осевая линия его оптического луча пересекает осевую линию образца материала, а диаметр оптического луча меньше диаметра рабочего участка образца материала, при этом регулятор скорости якоря электромагнита привода поворотной платформы выполнен в виде закрепленной на торце электромагнита привода поворотной платформы под его подпружиненным якорем пластины с соосным якорю отверстием, при этом на пластине установлена поворотная заслонка с возможностью частичного перекрытия отверстия пластины и снабженная фиксатором положения. В предлагаемой установке блок выявления экстремума характеристики перемещения активного захвата содержит блок питания, цепь времени в составе последовательно соединенных формирователя сигнала высокочастотного выхода источника тока и двух счетных триггеров, конъюнктор дискретизации, первый вход которого соединен с выходом измерителя перемещения активного захвата, а второй - через формирователь длительности с выходом формирователя сигнала высокочастотного выхода источника тока цепи времени, выход конъюнктора дискретизации соединен через управляемые цепью времени входные конъюнкторы с двумя интеграторами, выходы которых подключены к первым входам выходных конъюнкторов, вторые входы последних соединены с выходом конъюнктора считывания, входы которого подключены к цепи времени через инвертор, выходы выходных конъюнкторов присоединены к входам схемы сравнения и амплитудного селектора, выход последнего - через триггер экстремума, а выход схемы сравнения непосредственно подключены к индикатору.The specified technical result is achieved by the fact that the installation for testing samples of materials for fatigue, containing a base, active and passive grips, a loading device, including two solenoid coils mounted on the base, connected to a current source, a magnetic core connected to them, which is fixed to the active grip and oriented in the direction of deformation of the material sample, the active capture displacement meter, which is made in the form of a closed current loop as part of a follower They are connected to the first solenoid coil, resistor and high-frequency output of the current source, and a rectifier connected in series with the low-pass filter is connected in parallel with the resistor, it is equipped with an extremum detection unit for the characteristics of the active capture movement and a heat treatment device for the material sample, while the second solenoid coil is connected to an adjustable DC output of a current source. In the proposed installation, the device for heat treatment of a sample of material is made on the basis of a rotary platform with a leading leash, which is equipped with two fixed electrocontact stops in its extreme positions and a drive composed of an electromagnet having a spring-loaded anchor connected to the leading leash with a flexible link with a speed regulator for its movement, RS - a trigger, the output of which is connected via an electronic key to the winding of the electromagnet, and its inputs are connected to the low-voltage output of the direct current source through the contacts of the electric contact stops, while the laser is mounted on the turntable in such a way that the axial line of its optical beam intersects the axial line of the material sample, and the diameter of the optical beam is less than the diameter of the working section of the material sample, while the speed regulator of the armature of the rotary platform drive magnet is made a plate fixed to the end of the electromagnet of the drive of the turntable under its spring-loaded anchor plate with a hole coaxial to the anchor, while the plate has a rotary I flap for partial closure of the aperture plate and provided with a locking position. In the proposed installation, the extremum detection block of the active capture motion characteristic contains a power supply, a time circuit consisting of a series-connected signal shaper of the high-frequency output of the current source and two countable triggers, a sampling conjunctor, the first input of which is connected to the output of the active capture displacement meter, and the second through the shaper duration with the output of the driver of the signal of the high-frequency output of the current source of the time circuit, the output of the conjunctor of sampling n through time-controlled input conjunctors with two integrators, the outputs of which are connected to the first inputs of the output conjunctors, the second inputs of the latter are connected to the output of the read conjunct, the inputs of which are connected to the time circuit through an inverter, the outputs of the output conjunctors are connected to the inputs of the comparison circuit and the amplitude selector, the output of the latter is through an extremum trigger, and the output of the comparison circuit is directly connected to the indicator.

Предлагаемые технические решения поясняются чертежами:The proposed technical solutions are illustrated by drawings:

Фиг. 1 - конструктивная схема установки для испытания образцов материалов на усталость;FIG. 1 is a structural diagram of an apparatus for testing material samples for fatigue;

Фиг. 2 - вид А по фиг. 1;FIG. 2 is a view A of FIG. 1;

Фиг. 3 - конструктивная схема упора поворотной платформы;FIG. 3 is a structural diagram of the emphasis of the turntable;

Фиг. 4 - схема цепи привода поворотной платформы;FIG. 4 is a diagram of a drive circuit of a turntable;

Фиг. 5 - схема измерителя перемещения активного захвата;FIG. 5 is a diagram of a meter for moving active capture;

Фиг. 6 - функциональная схема блока выявления экстремума характеристики перемещения активного захвата;FIG. 6 is a functional diagram of a block for detecting an extremum of an active capture displacement characteristic;

Фиг. 7 - схема интегратора;FIG. 7 is a diagram of an integrator;

Фиг. 8 - схема устройства сравнения;FIG. 8 is a diagram of a comparison device;

Фиг. 9 - схема амплитудного селектора;FIG. 9 is a diagram of an amplitude selector;

Фиг. 10 - эпюры напряжений на выходах элементов функциональной схемы.FIG. 10 - voltage diagrams at the outputs of the elements of the functional diagram.

Принятые обозначенияAccepted Designations

1. Пассивный захват1. Passive capture

2. Образец материала2. Sample material

3. Активный захват3. Active capture

3-а. Магнитопроводный стержень активного захвата3-a. Magnetic core of active capture

4. Каркас соленоидной бифилярной электрической катушки4. The frame of the solenoid bifilar electric coil

5. Формирователь сигнала генератора G5. Generator signal generator G

6. Первый счетный триггер6. The first counting trigger

7. Второй счетный триггер7. Second counting trigger

8. Конъюнктор дискретизации8. Sample Conjunctor

9. Формирователь длительности импульса дискретизации9. Shaper of the duration of the sampling pulse

10. Первый интегратор10. The first integrator

11. Второй интегратор11. The second integrator

12. Амплитудный селектор12. Amplitude selector

13. RS - триггер фиксации экстремума13. RS - trigger fixing the extremum

14. Индикатор14. Indicator

15. Устройство сравнения15. Comparison device

16. Конъюнктор считывания16. Reading conjunctor

17, 18. Входные конъюнкторы интеграторов17, 18. Input conjunctors of integrators

19, 20. Выходные конъюнкторы интеграторов19, 20. Output conjunctors of integrators

21. Инвертор21. Inverter

22. Конъюнктор сброса22. Reset Connector

24. Блок питания (источник тока)24. Power supply (current source)

25. Подшипники поворотной платформы25. Turntable bearings

26. Основание установки26. Installation base

27. Поворотная платформа27. Turntable

28. Электромагнит привода поворотной платформы28. Electromagnet drive turntable

29. Поводок29. Leash

30, 31. Электроконтактные упоры30, 31. Contact stops

32. Обмотка электромагнита 2832. Electromagnet winding 28

33. Каркас электромагнита 2833. The frame of the electromagnet 28

34. Якорь электромагнита 2834. Electromagnet anchor 28

35. Гибкая тяга35. Flexible traction

36. Пружина якоря36. Anchor spring

37. Пластина регулятора скорости37. Speed controller plate

30. Отверстие пластины30. Plate hole

40. Штифт40. Pin

41. Заслонка41. Damper

42. Дуговой паз заслонки42. Arc groove shutter

43. Пинт фиксатора43. Lock pint

44. Винты крепления пластины44. Plate mounting screws

45. Корпус электроконтактного упора45. The body of the electrical contact stop

46, 47. Контактные элементы46, 47. Contact elements

48. RS - триггер устройства термообработки48. RS - trigger heat treatment device

49. Электронный ключ49. Electronic key

50. Лазер50. Laser

При практической реализации принятых проектных решений конструктор исходит из принципа преемственности, т.е. он широко применяет зарекомендовавшие на практике отдельные узлы и детали подобных изделий. Будем полагать, что реализация предлагаемых технических решений будет проводиться с использованием некоторых элементов широкораспространенной машины УКИ - 10М. Исходя из этого подхода на фиг. 1 не отражены шпиндель с его электроприводоым и счетчик циклов нагружения, а показан только пассивный захват 1.In the practical implementation of the design decisions made, the designer proceeds from the principle of continuity, i.e. he widely uses the practice of the individual components and parts of similar products. We assume that the implementation of the proposed technical solutions will be carried out using some elements of the widespread machine UKI - 10M. Based on this approach in FIG. 1, the spindle with its electric drive and the counter of the loading cycles are not reflected, but only the passive grip 1 is shown.

В соответствии с конструктивной схемой (фиг. 1) испытываемый образец материала 2 крепится одним концом в пассивном захвате, а другим в активном захвате 3 в виде шарикоподшипникового узла. Имеется двухсекционная (с бифилярной обмоткой) электрическая соленоидная катушка, выполненная на каркасе 4. Одна обмотка WH предназначена для задания силы нагружения образца материала, другая - Wu входит в состав схемы измерителя перемещения активного захвата. В центральное отверстие каркаса 4 с радиальным зазором входит магнитопроводный стержень 3-а, который одним концом закреплен на активном захвате. Сила нагружения для срединного участка перемещения магнитопроводного стержня 3-а пропорциональна току в обмотке WH (Сотсков Б.С. Основы расчета и проектирования электромеханических элементов автоматических и телемеханических устройств. - М - Л: Энергия, 1965. с. 308-309). Индуктивность Lu другой обмотки Wu также изменяется линейно. Обмотка WH подключена к регулируемую выходу постоянного тока UH источника тока.In accordance with the structural diagram (Fig. 1), the test sample of material 2 is mounted at one end in a passive grip, and the other in the active grip 3 in the form of a ball-bearing assembly. There is a two-section (with bifilar winding) electric solenoid coil made on the frame 4. One winding W H is designed to set the loading force of the material sample, the other - W u is part of the active capture displacement meter circuit. A magnetic core 3-a enters the central hole of the frame 4 with a radial clearance, which is fixed at one end by an active grip. The loading force for the middle portion of the movement of the 3-a magnetic core is proportional to the current in the winding W H (Sotskov B.S. Fundamentals of calculation and design of electromechanical elements of automatic and telemechanical devices. - M - L: Energy, 1965. p. 308-309). The inductance L u of the other winding W u also varies linearly. The winding W H is connected to an adjustable DC output U H of the current source.

Цепь обмотки Wu показана на фиг. 5. Обмотка Wu совместно с высокочастотным синусоидальным выходом UG источника тока (для наглядности это отражено в виде генератора G) и резистором R1 образуют замкнутый электрический контур.The winding circuit W u is shown in FIG. 5. The winding W u together with the high-frequency sinusoidal output U G of the current source (for clarity, this is reflected in the form of a generator G) and the resistor R1 form a closed electrical circuit.

Действующее значение тока в контуреRMS current value

Figure 00000001
Figure 00000001

где z - полное сопротивление контура.where z is the impedance of the circuit.

Figure 00000002
Figure 00000002

здесь ω - циклическая частота сигнала генератора G.here ω is the cyclic frequency of the signal of the generator G.

Падение напряжения на резисторе R1 пропорционально токуThe voltage drop across the resistor R1 is proportional to the current

Figure 00000003
Figure 00000003

Синусоидальное напряжение (3) выпрямляется диодным мостом VD1-VD4 и сглаживается П-образным электрическим фильтром на двух конденсаторах C1, С2 и резисторе R2. Таким образом на выходе фильтра получается гладкая функция перемещения в форме напряжения Uпр. Характер этой функции по аргументу количество циклов нагружения N будет аналогичен деформационной диаграмме Школьника (Школьник Л.М. Скорость роста трещин и живучесть металла. - М.: Металлургия, 1973, с. 62, рис. 24). Рассматриваемая функция отражает процессы в материале образца материала. Восходящий участок функции отражает повышение предела упругости за счет явления наклепа. Нисходящему участку соответствует появление необратимых повреждений, т.е. зарождаются и растут микротрещины.The sinusoidal voltage (3) is rectified by the diode bridge VD1-VD4 and smoothed by a U-shaped electric filter on two capacitors C1, C2 and resistor R2. Thus the output of the filter is obtained a smooth function in the form of displacement voltage U pr. The nature of this function with respect to the argument, the number of loading cycles N will be similar to the Shkolnik deformation diagram (Shkolnik L.M. Crack growth rate and metal survivability. - M.: Metallurgy, 1973, p. 62, Fig. 24). The considered function reflects the processes in the material of the sample material. The ascending section of the function reflects an increase in the elastic limit due to the hardening phenomenon. The descending section corresponds to the appearance of irreversible damage, i.e. microcracks arise and grow.

Исследователю важно знать, как изменяется состояние материала с увеличением количества циклов нагружения. Поскольку некоторому значению функции перемещения может соответствовать как восходящий, так и нисходящий участки, необходимо, как минимум, выявить экстремум функции Uпр=f(N).It is important for the researcher to know how the state of the material changes with an increase in the number of loading cycles. Since the ascending and descending sections can correspond to a certain value of the displacement function, it is necessary, at a minimum, to identify the extremum of the function U pr = f (N).

На фиг. 6 изображена функциональная схема блока выявления экстремума характеристики перемещения активного захвата. Временную ось задает генератор G измерителя перемещения активного захвата. В цепь времени входят формирователь 5 сигнала генератора G и два последовательно соединенных счетных триггера 6, 7.In FIG. 6 is a functional block diagram of an extremum detection unit of an active capture displacement characteristic. The time axis is defined by the generator G of the active capture displacement meter. The time chain includes the generator 5 of the signal generator G and two series-connected counting flip-flops 6, 7.

Дискретизация функции перемещения Uпр=f(N) осуществляется конъюнктором 8 с помощью формирователя длительности 9. На выходе конъюнктора 8 получаются прямоугольные импульсы постоянной длительности с амплитудой равной значению функции Uпр=f(N) в данный момент времени. Временной шаг этих импульсов равен периоду сигнала генератора G.Discretization of the displacement function U CR = f (N) is carried out by the conjunctor 8 using a shaper of duration 9. At the output of the conjunctor 8, rectangular pulses of constant duration with an amplitude equal to the value of the function U CR = f (N) at the given time are obtained. The time step of these pulses is equal to the period of the signal of the generator G.

Принцип выявления экстремума заключается в сравнении амплитуд двух соседних импульсов на выходе конъюнктора дискретизации 8. Возрастающему участку функции Uпр=f(N) соответствует большая амплитуда последующего импульса по отношению к предыдущему. На спадающем участке-наоборот. Поскольку сравниваемые импульсы разнесены по времени, то в схеме предусмотрены два интегратора 10, 11. Выходные потенциалы интеграторов сравниваются амплитудным селектором 12 (фиг. 9), выходы которого управляют RS-триггером 13 экстремума.The principle of detecting an extremum is to compare the amplitudes of two adjacent pulses at the output of the sampling conjuncture 8. An increasing section of the function U pr = f (N) corresponds to a large amplitude of the next pulse relative to the previous one. In a falling section, vice versa. Since the compared pulses are separated in time, two integrators 10, 11 are provided in the circuit. The output potentials of the integrators are compared by the amplitude selector 12 (Fig. 9), the outputs of which control the RS-trigger 13 of the extremum.

Для отражения режима работы установки предусмотрен дисплейный индикатор. Индикатор имеет три временных канала (по принципу трехканального электронно-лучевого эсциллографа):To reflect the operating mode of the installation, a display indicator is provided. The indicator has three time channels (according to the principle of a three-channel electron beam escillograph):

- канал перемещения активного захвата;- channel moving active capture;

- канал состояния триггера экстремума;- channel of the trigger state of the extremum;

- канал устройства термообработки образца материала.- channel device for heat treatment of a sample of material.

Сигнал перемещения активного захвата формирует устройство сравнения 15 как разностный потенциал интеграторов. Соответственно на индикаторе пользователь будет наблюдать разнополярные импульсы пропорциональные величине перемещения активного захвата, при чем на возрастающем участке функции Uпр=f(N) импульсы положительные, а на спадающем - отрицательные. Длительность импульсов формирует конъюктор считывания 16. Управление основными функциональными составляющими осуществляется цепью времени с использованием входных 17, 18 и выходных 19, 20 конъюнкторов интеграторов. Для реализации логической функции работы конъюнктора считывания 16 предусмотрен инвертор 21. Один цикл измерения осуществляется за время единичного состояния триггера 7 цепи времени. По окончанию одного цикла измерения конъюнктор 22 формирует импульс сброса.The signal of movement of the active capture forms the comparison device 15 as the difference potential of the integrators. Accordingly, the user will observe bipolar pulses on the indicator that are proportional to the amount of active capture displacement, moreover, on the increasing portion of the function U pr = f (N), the pulses are positive, and on the falling one, negative. The pulse duration forms the read conjunct 16. The main functional components are controlled by a time chain using input integrators 17, 18 and output 19, 20. To implement the logical function of the operation of the read conjunct 16, an inverter 21 is provided. One measurement cycle is carried out during the single state of the trigger 7 of the time chain. At the end of one measurement cycle, the conjunctor 22 generates a reset pulse.

Канал состояния триггера 13 экстремума отражает потенциал единичного выхода. На восходящей ветви функции Uпр=f(N) потенциал близок к нулю (совпадает с линией развертки). При достижении экстремума потенциал близок к уровню низковольтного электропитания Е (питание микросхем).The state channel of the trigger 13 extremum reflects the potential of a single output. On the ascending branch of the function U CR = f (N), the potential is close to zero (coincides with the sweep line). When reaching the extreme, the potential is close to the low-voltage power supply E (microcircuit power).

Канал устройства термообработки образца материала отражает в форме меандра циклы его работы.The channel of the heat treatment device of the material sample reflects in the form of a meander the cycles of its operation.

Электропитание всех элементов установки обеспечивает блок питания 24.Power supply to all elements of the installation provides a power supply 24.

Работает блок выявления экстремума характеристики перемещения активного захвата следующим образом - см. эпюры напряжений на выходах элементов схемы (фиг. 10). Исходное состояние всех триггеров блока устанавливается штатным образом фронтом электропитания при включении блока питания 24 (на фиг. 6 не показано).The extremum identification block of the active capture displacement characteristic works as follows - see diagrams of voltages at the outputs of circuit elements (Fig. 10). The initial state of all block triggers is set in a regular way by the power supply front when the power supply 24 is turned on (not shown in Fig. 6).

Такт работы блока задает цель времени по высокочастотному (килогерцы) сигналу UG блока питания 24. Этот сигнал преобразуется формирователем 5 в прямоугольную форму U5. Фронтом импульса U5 срабатывает счетный триггер 6, а срезом импульса последнего срабатывает счетный триггер 7.The clock cycle of the unit sets the time target for the high-frequency (kilohertz) signal U G of the power supply 24. This signal is converted by the driver 5 into a rectangular shape U 5 . The front of the pulse U 5 is triggered by a counting trigger 6, and by the cut of the last pulse, the counting trigger 7 is triggered.

Вторым входным сигналом блока является аналоговая функция перемещения Uпр=f(N) со схемы фиг. 5, которая поступает на вход конъюнктора 8. На второй вход конъюнктора 8 с формирователя 9 поступает прямоугольный импульс U9, сформированный фронтом импульса U5. Таким образом, на выходе конъюнктора 8 появится прямоугольный импульс-длительностью U9 и амплитудой, равной Uпр, в данный момент времени.The second input signal of the block is the analog displacement function U pr = f (N) from the circuit of FIG. 5 which is input conjunctor 8. The second input to the shaper conjunctor 8 9 into a rectangular pulse U 9, U formed by the pulse 5. Thus, a rectangular impulse of duration U 9 and an amplitude equal to U ol at a given time will appear at the output of the conjunctor 8.

Далее в интервале единичного состояния триггера 7 цепи времени осуществляется сравнение амплитуд двух соседних импульсов U8: предыдущий импульс поступает на вход интегратора 10, а последующий - на вход интегратора 11. Интеграторы устроены однотипно по схеме фиг. 7. Зарядный ток конденсатора С определяется параметрами RC-цепи и амплитудой входного импульса. Выходное напряжение интегратора U10 (U11) пропорционально амплитуде входного импульса, поступающего с выхода конъюнктора 8. Разряд конденсатора С осуществляется через транзистор VT по сигналу сброса U22. Выходные напряжения интеграторов поступают на входы устройства сравнения 15 и амплитудного селектора 12. Выход амплитудного селектора подключен к входам триггера экстремума 13. Распределение импульсов осуществляется конъюнкторами 17, 18, 19, 20, а логика их работы прослеживается по эпюрам напряжений фиг. 10. Процедура сравнения выходных напряжений интеграторов проходит за время действия импульса U16 с выхода конъюнктора считывания 16.Next, in the interval of the single state of the trigger 7 of the time chain, the amplitudes of two adjacent pulses U 8 are compared: the previous pulse goes to the input of the integrator 10, and the next to the input of the integrator 11. The integrators are designed the same way according to the scheme of FIG. 7. The charging current of capacitor C is determined by the parameters of the RC circuit and the amplitude of the input pulse. The output voltage of the integrator U 10 (U 11 ) is proportional to the amplitude of the input pulse coming from the output of the conjunctor 8. The discharge of the capacitor C is carried out through the transistor VT by the reset signal U 22 . The output voltages of the integrators are supplied to the inputs of the comparison device 15 and the amplitude selector 12. The output of the amplitude selector is connected to the inputs of the extremum trigger 13. The distribution of pulses is carried out by the conjunctors 17, 18, 19, 20, and their operation logic is traced from the voltage diagrams of FIG. 10. The procedure for comparing the output voltages of the integrators takes place during the action of the pulse U 16 from the output of the read conjunct 16.

Схема сравнения (фиг. 8) представляет собой дифференциальный усилитель на транзисторах VT1, VT2 по схеме с общим эмиттером. В исходном состоянии транзисторы находятся в режиме отсечки за счет резисторов R1, R4. При поступлении входных сигналов U19, U20 рабочая точка смещается в активную область транзисторов, при этом напряжения на коллекторах будут пропорциональны входным сигналам. Разностный потенциал коллекторов поступает на индикатор 14.The comparison circuit (Fig. 8) is a differential amplifier on transistors VT1, VT2 according to the scheme with a common emitter. In the initial state, the transistors are in cutoff mode due to the resistors R1, R4. When the input signals U 19 , U 20 arrive, the operating point is shifted to the active region of the transistors, while the collector voltages will be proportional to the input signals. The differential potential of the collectors goes to the indicator 14.

Работу амплитудного селектора 12 (фиг. 9) удобно рассматривать совместно с триггером экстремума 13. Схема 12 представляет собой композицию двух диодных ограничителей: один построен на диоде VD1 и резисторе R1, другой - на диоде VD2 и резисторе R2. Принципы работы каждого ограничителя основан на характеристике диода - при положительном потенциале анода по отношению к катоду диод электропроводен. На возрастающем участке характеристики Uпр=f(N) входные напряжения соотносятся как U20>U19, следовательно диод VD1 электропроводен и потенциал первого ограничителя поступает на вход сброса R RS-тригтера 13. При достижении экстремума функции Uпр=f(N) ситуация становится обратной и в этот момент на вход S триггера поступает импульс со второго ограничителя, соответственно триггер 13 переходит в единичное состояние.The operation of the amplitude selector 12 (Fig. 9) is conveniently considered together with the trigger of extremum 13. Scheme 12 is a composition of two diode limiters: one is built on the diode VD1 and resistor R1, the other on the diode VD2 and resistor R2. The operating principles of each limiter are based on the characteristic of the diode - with a positive potential of the anode with respect to the cathode, the diode is electrically conductive. On an increasing section of the characteristic U pr = f (N), the input voltages are correlated as U 20 > U 19 , therefore, the diode VD1 is electrically conductive and the potential of the first limiter is fed to the reset input R of the RS-flip-flop 13. When the extremum of the function U pr = f (N) is reached the situation becomes reverse and at this moment a pulse from the second limiter arrives at the trigger input S, respectively, trigger 13 goes into a single state.

Обратимся к устройству термообработки образца материала. В подшипниках 25 на основании 26 установки для испытания образцов материалов на усталость установлена поворотная платформа 27. Для реализации поворота платформы предусмотрены электромагнит привода 28 и закрепленный на платформе поводок 29. Угол поворота платформы ограничен двумя электроконтактными упорами 30, 31, которые взаимодействуют с поводком 29. С целью упрощения конструкции упоров поводок выполнен из электроизоляционного материала, например стеклопластика (либо его поверхность в зоне контакта с упорами имеет диэлектрическое покрытие). Обмотка 32 электромагнита 28 намотана на каркас 33. Якорь 34 электромагнита имеет цилиндрическую форму и размещен в отверстии каркаса с некоторым радиальным зазором. Под якорем установлена винтовая пружина 36, которая опирается на пластину 37, закрепленную винтами на каркасе 33.We turn to the device for heat treatment of a sample of material. A rotary platform 27 is installed in the bearings 25 on the basis of the 26 fatigue testing equipment samples. To rotate the platform, a drive electromagnet 28 and a lead 29 are mounted on the platform. The rotation angle of the platform is limited by two electrical contact stops 30, 31 that interact with the lead 29. In order to simplify the design of the stops, the leash is made of an insulating material, for example fiberglass (or its surface in the contact zone with the stops has a dielectric coating ) The coil 32 of the electromagnet 28 is wound on the frame 33. The anchor 34 of the electromagnet has a cylindrical shape and is placed in the hole of the frame with some radial clearance. A coil spring 36 is installed under the anchor, which rests on a plate 37 fixed with screws on the frame 33.

Для стабилизации скорости движения якоря предусмотрен регулятор скорости (фиг. 2). На пластине 37 выполнено соосное с отверстием каркаса 33 сквозное отверстие 39. На плоскости пластины с помощью штифта 40 установлена поворотная заслонка 41. Дуговой паз 42 заслонки совместно с винтом 43 образуют фиксатор положения заслонки. Пластина 37 крепится к каркасу 33 электромагнита винтами 44. Принцип работы регулятора скорости основан на образовании силы вязкого трения, которое в отличии постоянного (Кулонова) трения не образует зоны застоя в характеристике перемещения.To stabilize the speed of movement of the armature provides a speed controller (Fig. 2). A through hole 39 coaxial with the opening of the frame 33 is made on the plate 37. A rotary shutter 41 is installed on the plane of the plate with the help of a pin 40. The arc groove 42 of the shutter together with the screw 43 form a shutter position lock. The plate 37 is attached to the electromagnet frame 33 with screws 44. The principle of operation of the speed controller is based on the formation of viscous friction, which, in contrast to constant (Coulomb) friction, does not form a stagnation zone in the displacement characteristic.

Сила вязкого трения равнаThe force of viscous friction is equal to

Figure 00000004
Figure 00000004

где х - линейная скорость движения якоря электромагнита;where x is the linear velocity of the armature of the electromagnet;

h=ρS - коэффициент вязкого трения;h = ρS is the coefficient of viscous friction;

Здесь ρ - плотность воздуха;Here ρ is the density of air;

S - эффективное сечение отверстия 39.S is the effective section of the hole 39.

Из вышеприведенных формул следует, что силу вязкого трения можно регулировать изменяя эффективное сечение отверстия 39 путем поворота заслонки 41.From the above formulas it follows that the force of viscous friction can be controlled by changing the effective cross section of the hole 39 by turning the shutter 41.

Оба электроконтактных упора выполнены однотипно - фиг. 3, где условно изображено сечение поводка 29 поворотной платформы. В электроизоляционном корпусе 45 упора закреплены два обычных для релейных устройств гибких контактных элемента 45, 46. Контактные элементы установлены таким образом, что образуют нормально разомкнутый контакт. В цепь управления электромагнитом 28 кроме электроконтактных упоров 30, 31 входят RS-триггер 48 и силовой электронный ключ 49.Both contact stops are made of the same type - FIG. 3, where the section of the lead 29 of the turntable is conventionally shown. In the electrically insulating housing 45 of the abutment, two flexible contact elements 45, 46, which are common for relay devices, are fixed. The contact elements are mounted in such a way that they form a normally open contact. The control circuit of the electromagnet 28 in addition to the contact stops 30, 31 includes an RS-trigger 48 and a power electronic key 49.

Кроме вышеперечисленных элементов в рассматриваемое устройство входит лазер 50. Лазер закреплен на поворотной платформе 27 таким образом, что осевая линия его оптического луча пересекает осевую линию образца материала, а диаметр оптического луча меньше диаметра рабочей части образца материала. Вышеуказанное соотношение диаметров обеспечивает высокий коэффициент полезного действия теплового цикла, поскольку оптическое пятно луча лазера проходит только по поверхности рабочего участка образца и не нагревает окружающие элементы установки. В силу сравнительно короткого времени термообработки нагрев утолщенных концов образца в захватах будет ограничен.In addition to the above elements, a laser 50 is included in the device under consideration. The laser is mounted on the turntable 27 in such a way that the axial line of its optical beam intersects the axial line of the material sample, and the diameter of the optical beam is smaller than the diameter of the working part of the material sample. The above ratio of diameters provides a high coefficient of efficiency of the thermal cycle, since the optical spot of the laser beam passes only along the surface of the working section of the sample and does not heat the surrounding elements of the installation. Due to the relatively short heat treatment time, the heating of the thickened ends of the sample in the grips will be limited.

В исходном положении под действием пружины 36 якоря поводок 29 находится на упоре 30 и его контакт S0 замкнут, при этом оптический луч лазера 50 находится в начале рабочего участка образца материала. Соответственно при перекладка поворотной платформы на второй упор 31 оптический луч проходит всю длину рабочего участка образца материала.In the initial position, under the influence of the spring 36 of the anchor, the lead 29 is on the stop 30 and its contact S 0 is closed, while the optical beam of the laser 50 is located at the beginning of the working section of the material sample. Accordingly, when the turntable is shifted to the second stop 31, the optical beam passes the entire length of the working portion of the material sample.

Рассмотрим вариант температурного отпуска образца материала для устранения наклепа. Для реализации этого техпроцесса снимают нагрузку образца путем отключения электропитания UH обмотки WH электромагнита 4 в момент появления единичного сигнала триггера экстремума 13 на индикаторе 14. Не останавливая вращение пассивного захвата 1, включают устройство термообработки. Поскольку в исходном положении замкнут контакт S0 упора 30, то триггер 48 устанавливается в единичное состояние и включает электронный ключ 49, запитывающий обмотку 32 электромагнита 28. Якорь 34 через тягу 35 и поводок 29 поворачивает платформу 27 вместе с лазером 50 до упора 31. достигнув упора 31, поводок 29 замыкает нормально разомкнутый контакт Sk, что приводит к опрокидыванию триггера 48, соответственно к обесточиванию катушки 32. После этого платформа 27 под действием пружины 36 будет возвращаться в исходное положение. При колебаниях платформы вместе с лазером луч последнего проходит путь рабочего участка образца материала, а поскольку при этом образец вращается, то нагрев осуществляется по всей поверхности. Температура нагрева определяется мощностью лазера и количеством циклов поворотной платформы. Заметим, что время на устрашение начального наклепа сравнительно невелико, т.к. глубина прогрева образца материала необходима на десятые доли миллиметра.Consider the option of temperature release of a sample of material to eliminate hardening. To implement this process, the load of the sample is removed by disconnecting the power supply U H of the winding W H of the electromagnet 4 at the time of the appearance of a single signal of the trigger of extremum 13 on the indicator 14. Without stopping the rotation of the passive capture 1, turn on the heat treatment device. Since the contact S 0 of the stop 30 is closed in the initial position, the trigger 48 is set to a single state and includes an electronic key 49, which feeds the winding 32 of the electromagnet 28. Anchor 34 through the rod 35 and the lead 29 rotates the platform 27 together with the laser 50 to the stop 31. reaching the stop 31, the leash 29 closes the normally open contact S k , which leads to the overturn of the trigger 48, respectively, to deenergize the coil 32. After that, the platform 27 under the action of the spring 36 will return to its original position. When the platform oscillates, along with the laser, the beam of the latter passes the path of the working section of the material sample, and since the sample rotates, heating is carried out over the entire surface. The heating temperature is determined by the laser power and the number of cycles of the turntable. Note that the time to intimidate the initial hardening is relatively small, because the depth of heating of a sample of material is needed by tenths of a millimeter.

Предлагаемая установка позволяет выполнять другие виды термообработки, например закалку. Известно, что некоторые материалы подвергаются закаливанию путем нагрева с последующим охлаждением на воздухе. Если блокировать питание электромагнита 28, то термообработке будет подвергаться только начальный участок образца, где механические напряжения максимальны. Период цикла работы устройства термообработки определяется инерционностью элементов кинематики и жесткостью пружины 36 якоряThe proposed installation allows you to perform other types of heat treatment, such as quenching. It is known that some materials are quenched by heating, followed by cooling in air. If you block the power of the electromagnet 28, then only the initial portion of the sample will be subjected to heat treatment, where the mechanical stresses are maximum. The cycle period of the heat treatment device is determined by the inertia of the kinematic elements and the stiffness of the spring 36 anchors

Figure 00000005
Figure 00000005

где m - приведенная к якорю 34 электромагнита 28 масса подвижных элементов кинематики;where m is the mass of the moving elements of kinematics reduced to the anchor 34 of the electromagnet 28;

D - жесткость пружины 36.D - spring stiffness 36.

Пользуются установкой для испытания образцов материалов на усталость в соответствии с программой испытаний. Предлагаемая установка позволяет реализовать самые разные программы, в том числе испытания с заданной нагрузкой и испытания с заданной деформацией. Рассмотрим основу одного варианта программы испытаний образца материала на усталость.They use a fatigue testing device for samples of materials in accordance with the test program. The proposed installation allows you to implement a variety of programs, including tests with a given load and tests with a given deformation. Consider the basis of one version of a program for testing a material sample for fatigue.

Закрепляют образец материала в пассивном и активном захватах и включают установку. Задают необходимую частоту вращения пассивного захвата (как было отличено выше приводом шпинделя, на котором закреплен пассивный захват). По тарировочному графику установки регулятором напряжения UH на блоке питания 24 величиной тока обмотки WH соленоидной катушки 4 устанавливают силу нагружения образца материала. Величину прогиба отсчитывают по масштабной сетке индикатора 14.Fix a sample of material in passive and active captures and include installation. Set the required frequency of rotation of the passive capture (as was noted above by the spindle drive on which the passive capture is fixed). According to the calibration schedule of the installation by the voltage regulator U H on the power supply 24, the magnitude of the winding current W H of the solenoid coil 4 sets the loading force of the material sample. The magnitude of the deflection is measured on the scale grid of the indicator 14.

В процессе вращения нагруженного образца материала за счет наклепа изменяется прогиб активного захвата, что приводит к смещению магнитопроводного стержня 3-а активного захвата. Смещение стержня изменяет индуктивность Lu обмотки Wu измерителя перемещения активного захвата, на выходе которого формируется функция перемещения Vпр=f(N). Блок выявления экстремума характеристики перемещения формирует сигнал экстремума и отражает его на индикаторе.During the rotation of the loaded sample of material due to hardening, the deflection of the active capture changes, which leads to the displacement of the magnetic core of the 3rd active capture. The displacement of the rod changes the inductance L u of the winding W u of the active capture displacement meter, at the output of which the displacement function V pr = f (N) is formed. The block identifying the extremum of the displacement characteristic generates an extremum signal and reflects it on the indicator.

Далее проводят температурный отпуск образца материала. Отключением питания UH обмотки WH снимают нагрузку образца материала и включают устройство термообработки. В соответствии с циклом работы триггера 48 оптический луч лазера 50 многократно перемещается по рабочему участку вращающегося образца материала обеспечивая нагрев до нужной температуры. Время нагрева зависит от исследуемого материала, вида термообработки и мощности лазера. Далее продолжают испытания в соответствии с программой испытаний.Next, a temperature release of a sample of material is carried out. By turning off the power U H, the windings W H remove the load of the material sample and turn on the heat treatment device. In accordance with the operating cycle of the trigger 48, the optical beam of the laser 50 repeatedly moves along the working area of the rotating material sample, providing heating to the desired temperature. The heating time depends on the material being studied, the type of heat treatment, and the laser power. Next, continue testing in accordance with the test program.

Таким образом, предлагаемая установка для испытания образцов материалов на усталость позволяет реализовать широкий спектр программ испытаний. Индикатор установки показывает в масштабе текущее значение перемещения активного захвата в форме прямоугольных импульсов, при этом восходящему участку соответствуют положительные импульсы, а нисходящему - отрицательные. Индикатор также отражает момент прохождения экстремума функции перемещения активного захвата и количество циклов работы устройства термообработки. Термообработка выполняется без демонтажа образца как в произвольный момент времени, так и по сигналу о текущем состоянии образца материала. Установка проекта в обращении, режим испытаний задается органами электроуправления.Thus, the proposed installation for testing samples of materials for fatigue allows you to implement a wide range of test programs. The installation indicator shows on a scale the current value of the active capture displacement in the form of rectangular pulses, while the upward section corresponds to positive impulses, and the downward section to negative ones. The indicator also reflects the moment of the extremum of the active capture movement function and the number of cycles of the heat treatment device. Heat treatment is performed without dismantling the sample both at an arbitrary point in time and by a signal about the current state of the material sample. Installation of the project in circulation, the test mode is set by the electric authorities.

Claims (4)

1. Установка для испытания образцов материалов на усталость, содержащая основание, активный и пассивный захваты, устройство нагружения, включающее две установленные на основании соленоидные катушки, соединенные с источником тока, сопряженный с ними магнитопроводный стержень, который закреплен на активном захвате и ориентирован по направлению деформации образца материала, измеритель перемещения активного захвата, который выполнен в виде замкнутого контура тока в составе последовательно соединенных первой соленоидной катушки, резистора и высокочастотного выхода источника тока, при этом параллельно резистору подключен выпрямитель, последовательно с которым включен фильтр нижних частот, отличающаяся тем, что она снабжена блоком выявления экстремума характеристики перемещения активного захвата и устройством температурного отпуска образца материала, при этом вторая соленоидная катушка соединена с регулируемым выходом постоянного тока источника тока.1. Installation for testing samples of materials for fatigue, containing a base, active and passive grips, a loading device, including two solenoid coils mounted on the base, connected to a current source, a magnetic core coupled to them, which is fixed to the active grip and oriented in the direction of deformation material sample, active capture displacement meter, which is made in the form of a closed current loop as part of a series-connected first solenoid coil, resistively and a high-frequency output of the current source, while a rectifier is connected in parallel with the resistor, a low-pass filter is connected in series, characterized in that it is equipped with an extremum detection unit for the characteristics of the active capture displacement and a temperature release device for the material sample, while the second solenoid coil is connected to an adjustable DC output of a current source. 2. Установка для испытания образцов материалов на усталость по п. 1, отличающаяся тем, что устройство температурного отпуска образца материала выполнено на основе поворотной платформы с ведущим поводком, которая снабжена двумя неподвижными электроконтактными упорами в ее крайних положениях и приводом в составе электромагнита, имеющего подпружиненный, соединенный с ведущим поводком через гибкую тягу якорь с регулятором скорости его перемещения, RS-триггер, выход которого через электронный ключ соединен с обмоткой электромагнита, а его входы подключены к низковольтному выходу постоянного тока источника тока через контакты электроконтактных упоров, при этом на поворотной платформе закреплен лазер таким образом, что осевая линия его оптического луча пересекает осевую линию образца материала, а диаметр оптического луча меньше диаметра рабочего участка образца материала.2. Installation for testing samples of materials for fatigue according to claim 1, characterized in that the device for temperature tempering of a sample of material is made on the basis of a rotary platform with a leading leash, which is equipped with two fixed electrocontact stops in its extreme positions and a drive composed of an electromagnet having a spring loaded connected to a leading leash through flexible traction, an anchor with a speed regulator for its movement, an RS-trigger, the output of which is connected via an electronic key to the winding of the electromagnet, and its input The odes are connected to the low-voltage direct current output of the current source through the contacts of the contact stops, while the laser is mounted on the rotary platform so that the axial line of its optical beam intersects the axial line of the material sample and the diameter of the optical beam is smaller than the diameter of the working section of the material sample. 3. Установка для испытания образцов материалов на усталость по п. 2, отличающаяся тем, что регулятор скорости якоря электромагнита привода поворотной платформы выполнен в виде закрепленной на торце электромагнита привода поворотной платформы под его подпружиненным якорем пластины с соосным якорю отверстием, при этом на пластине установлена поворотная заслонка с возможностью частичного перекрытия отверстия пластины и снабженная фиксатором положения.3. Installation for testing material samples for fatigue according to claim 2, characterized in that the speed controller of the armature of the rotary platform drive electromagnet is made in the form of a rotary platform drive magnet mounted at the end of the electromagnet under its spring-loaded armature plate with a hole coaxial with the armature, while the plate is mounted rotary damper with the possibility of partial overlapping of the plate hole and equipped with a position lock. 4. Установка для испытания образцов материалов на усталость по п. 1, отличающаяся тем, что блок выявления экстремума характеристики перемещения активного захвата содержит блок питания, цепь времени в составе последовательно соединенных формирователя сигнала высокочастотного выхода источника тока и двух счетных триггеров, конъюнктор дискретизации, первый вход которого соединен с выходом измерителя перемещения активного захвата, а второй - через формирователь длительности с выходом формирователя сигнала высокочастотного выхода источника тока цепи времени, выход конъюнктора дискретизации соединен через управляемые цепью времени входные конъюнктуры с двумя интеграторами, выходы которых подключены к первым входам выходных конъюнкторов, вторые входы последних соединены с выходом конъюнктора считывания, входы которого подключены к цепи времени через инвертор, выходы выходных конъюнкторов присоединены к входам схемы сравнения и амплитудного селектора, выход последнего - через триггер экстремума, а выход схемы сравнения непосредственно подключены к индикатору.4. Installation for testing samples of materials for fatigue according to claim 1, characterized in that the extremum detection block of the active capture displacement characteristic comprises a power supply, a time circuit consisting of a series-connected signal shaper of the high-frequency output of the current source and two countable triggers, a sampling conjunctor, the first the input of which is connected to the output of the active capture displacement meter, and the second through the shaper of duration with the output of the shaper of the signal of the high-frequency output of the source as a current of the time circuit, the output of the sampling conjunct is connected via time-controlled input conjunctures with two integrators, the outputs of which are connected to the first inputs of the output conjunctors, the second inputs of the latter are connected to the output of the read conjunct, the inputs of which are connected to the time circuit via an inverter, the outputs of the output conjunctors are connected to the inputs of the comparison circuit and the amplitude selector, the output of the latter is through an extremum trigger, and the output of the comparison circuit is directly connected to the indicator.
RU2019120623U 2019-07-01 2019-07-01 Installation for testing material samples for fatigue RU194611U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019120623U RU194611U1 (en) 2019-07-01 2019-07-01 Installation for testing material samples for fatigue

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019120623U RU194611U1 (en) 2019-07-01 2019-07-01 Installation for testing material samples for fatigue

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU194611U1 true RU194611U1 (en) 2019-12-17

Family

ID=69007123

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019120623U RU194611U1 (en) 2019-07-01 2019-07-01 Installation for testing material samples for fatigue

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU194611U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2771408C1 (en) * 2021-10-12 2022-05-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет" (ННГАСУ) Control device for electromagnetic equipment for testing materials for fatigue
CN114552934A (en) * 2021-10-27 2022-05-27 厦门腾威胜检测科技有限公司 Electromagnetic control type high-frequency fatigue testing machine

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1523958A1 (en) * 1988-03-04 1989-11-23 Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела Installation for testing specimens of materials for fatigue in bending
RU2376578C1 (en) * 2008-11-17 2009-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Plant for fatigue tests of specimen
RU2415398C1 (en) * 2009-12-18 2011-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Material fatigue tester
RU2503945C2 (en) * 2012-01-31 2014-01-10 Общественная организация Международная академия наук экологии, безопасности человека и природы Plant for fatigue testing of samples
RU145586U1 (en) * 2014-02-07 2014-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) INSTALLATION FOR TESTING MATERIALS FOR FATIGUE
RU2624595C1 (en) * 2016-05-27 2017-07-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) Device for fatigue testing samples

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1523958A1 (en) * 1988-03-04 1989-11-23 Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела Installation for testing specimens of materials for fatigue in bending
RU2376578C1 (en) * 2008-11-17 2009-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Plant for fatigue tests of specimen
RU2415398C1 (en) * 2009-12-18 2011-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Material fatigue tester
RU2503945C2 (en) * 2012-01-31 2014-01-10 Общественная организация Международная академия наук экологии, безопасности человека и природы Plant for fatigue testing of samples
RU145586U1 (en) * 2014-02-07 2014-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) INSTALLATION FOR TESTING MATERIALS FOR FATIGUE
RU2624595C1 (en) * 2016-05-27 2017-07-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) Device for fatigue testing samples

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2771408C1 (en) * 2021-10-12 2022-05-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет" (ННГАСУ) Control device for electromagnetic equipment for testing materials for fatigue
CN114552934A (en) * 2021-10-27 2022-05-27 厦门腾威胜检测科技有限公司 Electromagnetic control type high-frequency fatigue testing machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU194611U1 (en) Installation for testing material samples for fatigue
CN114018144B (en) Sensor detection circuit and sensor detection method
US9064661B2 (en) Systems and methods for determining actuation duration of a relay
CN108957322B (en) Method for measuring back electromotive force of permanent magnet motor and measuring device used by method
US3918299A (en) Arrangement for use in the study of the propagation of cracks
US4020678A (en) Method and system for testing of individual gear teeth
Yeh et al. Attachable magnetic-piezoelectric energy-harvester powered wireless temperature sensor nodes for monitoring of high-power electrical facilities
US7812562B2 (en) Method and apparatus for high speed stepper motor stall detection
CN113376201B (en) Device and method for collecting NiTi phase transition temperature experimental data
RU186689U1 (en) Fatigue Testing Machine
RU145586U1 (en) INSTALLATION FOR TESTING MATERIALS FOR FATIGUE
RU2385465C2 (en) Method and device for measuring alternating voltage using variable voltage divider
CN104714196A (en) Magnetic material temperature feature testing method
CN111579109B (en) Refined temperature monitoring system and method for electric tea frying machine
JP2003172674A (en) Switch-durability testing apparatus
CN208596022U (en) A kind of Vibration Modal Test system for open isolating switch
Pattanayak et al. Variable reluctance type speed sensor for acidic and radiation environment
RU2093810C1 (en) Gear testing rolling bearings
CN209014686U (en) A kind of measuring circuit of the voltage hold-time of proof voltage tester
Zucca et al. A setup for the performance characterization and traceable efficiency measurement of magnetostrictive harvesters
CN223037966U (en) A fan speed measuring device
EP0193867A2 (en) Heat source circuitry for biological material analysis
CN212302314U (en) Electric tea frying machine temperature monitoring device
CN109405730A (en) A kind of physical synthesis characteristic test device of filamentary material
RU108843U1 (en) INSTALLATION FOR ACCELERATED TEST OF MATERIALS FOR FATIGUE

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200113