DE2635459A1

DE2635459A1 - Vorrichtung zur materialpruefung in abhaengigkeit von der risszunahme in einem pruefkoerper

Info

Publication number: DE2635459A1
Application number: DE19762635459
Authority: DE
Inventors: William D Juusola
Original assignee: MTS Systems Corp
Current assignee: MTS Systems Corp
Priority date: 1975-08-08
Filing date: 1976-08-05
Publication date: 1977-03-03
Also published as: US3983745A; JPS5221888A

Description

Patentamt

ϋίρΙ.-Ing. W. Meissner

Dipl.-Ing. P. E. Meissner %

DipL'lng. H.-J. Presting ^r 2635459

Berlin 33 (Grunewald), HerberistraSö M

MTS Systems Corporation , 25.

14041 West 78th Street,

Eden Prairie, Minnesota, USA.

M93.325

Vorrichtung zur Materialprüfung in Abhängigkeit von der Pißzunahme in einem Prüfkörper

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zur Materielnrüfung von Prüfk'-rOern in Abhängigkeit ν= η der Bestimmung der Rißzunahme. Insbssnderp ist die Erfindung auf solche Vorrichtungen gerichtet, bei denen Funktionen von der Rißlänge in einem Prüfkörper abgeleitet werden.

Die Prüfung von Prüfkörpern unter Verwendung von Servoregelsystemen ist in der einschlägigen Technik bekannte Beispiele für entsprechende Vorrichtungen geteen die US-Patentschriften 3 751 994-₃ 3 546 931 und 3 375 7o8_D Bei bestimmten Prüfungen wird ein Standard -Prüf körn er von bekannten Abmessungen zyklisch belastet, bis ein Riß auftritt, und dann wird die auf das Material, aus dem der Prüfkörper besteht, bezogene Information abgeleitet, indem Kennwerte .aufgezeichnet werden, die mit dem Anwachsen der Rißlänge in Abhängigkeit von der Belastung des Prüfkörpers und seiner Längenänderung in Zusammensrhang stehen„ Die fiSTM (American Society for Testing Materials) stellt analytische Kurven für Standard-Prüfkörper zur Verfügung, die das Verhältnis zwischen der Rißlänge dividiert durch die Rißbreite festlegen und einen Steifigkeitsfaktor des Prüfkörper angeben, der eine Größe enthält, die der Längenänderung des Prüfkörpers dividiert durch die angewendete

U 3/ US έ £ ρ

ORIGINAL INSPECTED

Belastung? proportional ist. Dir se Kurven wurden aus theoretischen "^lastizitätslösunpren oder aus endlichen Elementannäherungen erhalten. Er ist auch bekannt, daß diese Kurven durch Gleichungen bestimmt werden können, die auf der 3. Ordnung des Steifigkeits-Fqktors beruhen. Somit sind Funktionen der Rißlänge getrennt aus Messungen der Längenänderung und Belastung am Prüfkörper berechnet worden.

Bei Versuchen, das unter Verwendung von elektrischen Signalen, die die notwendige Ausgangsinformation liefern, durchzuführen, sind ,i'pdoch viele Probleme aufgetreten. Ein Problem rührt aus dem Versuch, die Steifigkeit des Prüfkörpers zu bestimmen, indem man sich bemüht hat, die Spitze-zu-Spitze-Belastungen und die Spitzezu-Snitze-Längrenänderungen am Prüfkörüer während des Prüfvorganges zu messen. Werden Prüfkörper dieser Art in zyklischer Weise belastet, so wird bei Beginn des Keißens die Längenänderung nicht immerauf Null zurückgehen, was zu Ungenauigkeiten führt. Ferner sind für die Bestimmung, wann die Spitzen- oder Maximumbelastung erreicht ist, besondere Techniken notwendig, um die Genauigkeit sicherzustellen,=

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der es möglich ist, einen elektrischen Ausgang im Verhältnis zu den erwünschten Parametern zu erhaltene

Zum Stand der Technik ist noch zu erwähnen, daß kumulative Lebensdaueranzeigevorrichtunsren bekannt sind (US-PS 3 777 555) wie auch Vorrichtungen zum Erfassen von oberen und unteren Endwerten (US=PS 3 714- 821)ο Eine eine Spannungs-Dehnungs-Ablesung liefernde Prüfvorrichtung ist Gegenstand der US-PS 3 826 9o2. Eine Ermüdung bestimmende Vorrichtung beschreibt die US-PS 3 7^ 3oo_t während regellose mechanische Belastungen auf einen Prüfkörper mit der in der US-PS 3 597 967 dargestellten Schaltung aufgebracht werden können. Ein Verfahren zur Messung einer Spannung unter Bestimmung einer Längenänderung ist Gegenstand der US-PS 3 ©71 963·

IHSPECTED

Keine dieser zum Rtand der Technik genannten Patentschriften zeigt ^'ee-e auf, wonach es möglich ist,-eine direkte, zur Rißlänge in einem Zugversuch-Prüfkörner proportionale Angabe zu erhalten.

Im Gegensatz hierzu liefert die Vorrichtung: gemäß der Erfindung eine solche Angabe, womit also die gestellte Aufgabe gelöst wird.

Erfindungsgemäß werden Einrichtungen vorgesehen, die eine Rißzunähme in Standard-Prüfkörpern auswerten und Ausgänge liefern, die die notwendige Information für eine Fiaterialanalyse geben. Die Rißzunahme kann direkt ohne besondere Berechnungen bestimmt werden, nachdem eine Information über die Belastung und Längenänderung des Prüfkörpers erhalten wurde.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung enthält Einrichtungen für eine zyklische Spannungsbelastung eines Prüfkörpers zwischen einem maximalen sowie minimalen Wert und ferner bekannte Einrichtungen zur Messung der Belastung und der Verlängerung. Die Verlängerung gibt den Schlitz oder die Öffnung an einer Kante des Prüfkörpers an, wenn sich ein Riß in diesem Körper entwickelt.

Bei der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung kommen analoge Eingänge, die auf die Belastung und die Verlängerung bezogene Volt-Spannungen sind, und Einrichtungen zur Umwandlung der analogen Eingänge in eine digitale Form zu einer auf die Steifigkeit des Prüfkörpers, die eine Funktion der Verlängerung dividiert durch die aufgebrachte Belastung ist, bezogenen arithmetischen Berechnung zur Anwendung. Nach der arithmetischen Berechnung wird das digitale Signal zur weiteren Verarbeitung in ein analoges Signal zurückgewandelt.

Ein analoger Rechenkreis, der einen einer Gleichung 3- Ordnung proportionalen Ausgang liefert, wird zur Verarbeitung des Steifigkeitssignals verwendet. Der Ausgang dieses Rechenkreises liefert ein Signal, das zur Länge des Risses dividiert durch die Breite des Prüfkörpers proportional ist.

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Die Vorrichtung ecemäß der ^r fin dun ε? vermindert weite-ehend die Zejt, die zu einer vollstnndi^en Analyse von bei St^nd^rd-Prüf-Vnrnern verwendeten Materialien notwendig· ist, von Prüfkörpern also, die dem Studium der Rißlänfenzunahme und anderer Gesichtspunkte dienen, bei den^n Prüfkörnerrisse zur Ableitung einer bestimmten Information angewendet werden.

Weitere Vorteile und Merkmale ersreben sich für den Fachmann aus der folgenden Beschreibung: eines bevorzugten'Ausführung-sbeispi eis des Erf indungsgrepen stand es anhand der beigefügten Zeichnunpen.

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Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer vereinfachten Servo-Steuerschaltung zur Prüfung von Standard-Prüfkörpern unter Verwendung des -^rfindunpisgegenstandes.

Fig. 2 zeigt in einer perspektivischen Ansicht einen typischen Standard-Prüfkörper, wobei die Dimensangaben, die bei der Analyse oder Korrelation des im Prüfkörper erzeugten Risses Verwendung finden, eingezeichnet sind.

Fig. 3 zeigt ein Diagramm, in dem ein Nachgiebigkeitsfaktor gegen die Rißlänge, diese dividiert durch die Prüfstückbreite, eines ASTM-Standard-Kompakt-Zerreißkörpers gemäß Fig. 2 aufgetragen ist.

Fig. 4- ist ein Diagramm einer typischen Längenänderungskurve (Kraft gegen Verlängerung) für einen in der Vorrichtung nach Fig. 1 geprüften Körper.

Fig. 5 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer Rißlängen-Korrelationsschaltung, um bei der Prüfung von Standard-Prüfkörpern erwünschte Parameter zu bestimmen.

Fig. 6 ist eine schematische D_arstellung eines typischen in der Schaltung von ^¹Xg. 5 angewendeten Subtrahierwerks.

Fig. 7 zeigt schematisch, einen Analogrechenkreis, wie er zur Lieferung eines der Kurve von Fig. 3 entsprechenden Ausgangs erforderlich ist.

In Fig. 1 sind schematisch die Teile 1oA, loB'gezeigt, die einen Antrieb 11 mit einer Treibstange 12 aufweist; ein erster Prüfkör perhalter 13 dient der Verbindung des Antriebs 11 mit einem Stan dard-Prüfkörper I5. Am Teil I0A der Prüfmaschine ist über eine Druckmeßdose 16 ein zweiter Prüfkörperhalter 14 angebracht. Der Antrieb 11 ist ein hin- und hergehender Hydraulikantrieb, der in üblicher Weise über ein Servoventil^ 7 gesteuert wird.

Der Standard-ASTM-Kompakt-Zerreißkörper 15 hat eine bekannte geo metrische Gestalt, obwohl die Anwendung der Technik gemäß der Er findung nicht nur auf diese Geometrie beschränkt ist. Der Prüfkörper wird zur Feststellung der Rißzunahme oder -erweiterung in

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Materialien verwendet. Die Riß-zunähme wird bestimmt, indem die Verlängerung oder Längenänderung des Prüfkörpers mittels eines Dehnungs- oder Verlängerungsmessers 2o, der einen Ausgang liefert, welcher für die Verlängerung des Prüfkörpers unter Belastung kennzeichnend ist, gemessen wird.

Von der Druckmeßdose 16 wird über die leitung 21 ein elektrisches Ausgangssignal, das eine spannung ist, geliefert; das analoge elektrische Signal vom Dehnungsmesser 2o liegt auf der Leitung 22. Die der Verlängerung proportionale Spannung "V" gibt den Wert der Breite des Spaltes an, der durch einen Riß im Prüfkörper hervorgerufen wird. Das die auf den Prüfkörper einwirkende Belastung kennzeichnende Signal oder die entsprechende Spannung wird mit ^irF" bezeichnet.

Die Analogspannungen F und V auf den Leitungen 21 bzw. 22 werden einer Rißlängen-Korrelationsschaltung 25 zugeführt, die die notwendigen Ausgänge zur Analyse des Prüfkörpers liefert und die einen Ausgang "a" abgibt, der für die Rißlänge des Prüfstücks kennzeichnend ist und als Rückkopplungssignal verwendet v/erden kann, um den Antrieb als Funktion der Rißlänge zu steuern. Die Voltspannungen sowohl von der Druckmeßdose wie auch vom Dehnungsmesser können ebenfalls als Rückkopplungssignale nach Wunsch verwendet werden. Das Rückkopplungssignal wird einem Servoregler 26 von üblicher Ausbildung zugeführt, der auch einen Eingang von einem Funktionsgenerator 27 empfängt, welcher eine Spannung liefert, wie sie zur Steuerung des S_ervoventils notwendig ist. Das verwendete Rükkopplungssignal kann im Regler mit dem Funktionsgenerator-Ausgang verglichen werden, um über die Leitung 28 ein Ausgangssteuersignal dem Servoventil 17 zuzuführen, wodurch ein geschlossener Regelkreis für die Antriebssteuerung gebildet wird.

Geschlossene Servo-Regelkreise dieser allgemeinen Art sind in der einschlägigen Technik bekannt, insofern dient die Darstellung von Fig. 1 lediglich der Unterrichtung und Hintergrund-Information.

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Die beschriebene Vorrichtung dient dem Studium der Zunahme von Rissen in Standard-Prüfkörpern. Die Rißlängen-Korrelationsschaltung liefert einen kontinuierlichen Analog-Ausgang, der zur Rißlänge proportional ist und auch dazu verwendet werden kann, eine Anzeige über die Spannungsinstensität an der Kante des Risses zu liefern. Die Rißaunahme-Geschwindigkeit kann leicht von einem Ausgang erhalten werden, der die Rißlänge direkt angibt und bei dem ein Zykluszahlausgangsimpuls verwendet wird, um einen Kurvenaufzeichner, z.B. einen Rekorder, zu betreiben. Das analoge Rißlängensignal setzt einen Forscher in die lage, für neue Steuertechniken zu sorgen, und unter Verwendung von Rechner-Steueranlagen können die vom Funktionsgenerator erzeugten Steuersignale mit Änderung der Rißlängen verändert werden.

Bruchzähigkeitsprüfungen, die zur Aujwertung der Material Zähigkeit dienen, können ebenfalls mit dieser Vorrichtung durchgeführt werden. Das Ausgangssignal der tatsächlichen Rißlänge, das mit der Vorrichtung erhalten wird, liefert ein wirksames Mittel zur Beobachtung der Materialzähigkeit, ^er Rißlängenausgang kann auch dazu verwendet werden, ein Steuersignal in einem geschlossenen Regelkreis zu liefern, der ein geneigtes Rampensteuersignal hat, um eine konstante Rißausbreitungsgeschwindigkeit in geeigneten Materialien, wenn erwünscht, zu erhalten.

Der Prüfkörper 15 von ^Fig. 2 ist ein Standard-Prüfkörper der ASTM (American Society for Testing Materials ) und kann aus irgendeinem Werkstoff, der geprüft werden soll, gefertigt sein.Er wird hier als Kompakt-Zerreißkörper bezeichnet. Der Prüfkörper ist eh Materialblock mit der Stärke "B", mit zwei -^efestigungslöchern 3o zur Anbringung an den Prüfkörperhaltern und mit efaem eingearbeiteten Spalt 31, von dem aus während der Prüfung ein Riß 32 sich ausbildet. Der Spalt hat die Breite ¹¹V", die die Verlängerung oder Längenänderung des Prüfkörpers darstellt. In der Ausgangs- oder Ruhelage kann der Spalt während der Prüfung gleich einer Null-Verlängerung sein. Sk Die Prüfstückbreite "W-" ist durch den Abstand der Mittel-· linie der Befestigungslöcher 3o von der dem Spalt 31 gegenüberliegenden Kante des^ Prüfkörpers gegeben. Die Rißlänge "a" wird von'der

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Mitte der Befestigungslöcher 3o bis zum Ende des Risses gemessen. Die Zugkraft wird mit "P" bezeichnet. Zusätzlich ist es bei der Analyse eines Prüfkörpers notwendig, den Elastizitätsmodul (Young's Modul) zu verwenden, der hier mit "E" angegeben wird.

Es ist bei der Prüfung von Standard-Kompakt-Zerreißkörpern lange bekannt, daß die Abweichung zwischen irgendwelchen Punkten am Prüfkörper gemessen werden kann, im allgemeinen ist aber die Messung der Rißöffnungsverlängerung am meisten empfindlich und kennzeichnend für Änderungen in der Rißlänge. Es ist erwünscht, den Wert der Punktion a/W zu kennen, d.h. die Rißlänge dividiert durch die Prüfstückbreite, und das ist ein Ausgang proportional zur Rißlänge.

Es ist auch bekannt, daß die Nachgiebigkeit des Prüfkörpers, die die Punktion V/P (Verlängerung dividiert durch die Zugkraft) ist, wichtig ist und als dimensionsloser Parameter ausgedrückt werden kann, der als EBV/F die Stärke des Prüfkörpers und den Elastizitätsmodul einschließt. Die Beziehung zwischen der Punktion a/W und dem Nachgiebigkeitsfaktor kann aus einer Analyse, die für Standard-Prüfkörperformen zugänglich ist, oder durch Eichversuche bestimmt werden. Diese Beziehung wiedergebende Kurven können aus theoretischen Elastizitätsauflösungen oder durch endliche Elementannäherungen erhalten werden. Bei Eichversuchen wird die Nachgiebigkeit für einen Prüfkörper mit einem künstlichen, durch eingearbeitete Schlitze simulierten Riß g^nessen. Eine typische Eich- kurve, die für einen ASTM-Kompakt-Zerreißkörper abgeleitet worden ist, zeigt die Pig. 3. Diese Kurve ist einer polynomischen Kurve ^⁵ ^² ^

a/W = A₃(^)⁵ + A₂(^)² + A₁(^) + A_o angenähert, worin die Werte A , A., A₂, A, der Prüstückgeometrie eigen sind.

Diese Information kann für jede beliebige Prüfkörpergeometrie abgeleitet werden, und dieses Polynom kann als "Endfunktion" bezeichnet werden, wobei der Nachgiebigkeitsfaktor mit der a/W-Punktion verglichen oder gleichgestellt werden kann und elektrische Analog-Ausgangssignale mit der Kurve geliefert werden können.

ORIQINAL

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-Cj-

Solange wie das Diagramm von EBV/P gegen a/W, das eine polynomische Punktion des Nachgiebigkeitsfaktors EBV/P ist, bestimmt werden kann, kann die ^rüfkörnergeometrie ,jede gewünschte Gestalt haben.

Signale, die die Verlängerung V und die Kraft P wiedergeben, können genau durch Analogspannungen mit vorhandenen bekannten Druckmeßdosen und Dehnungsmessern geliefert werden. Bei den bisherigen Vorrichtungen war man bestrebt, die Spitze-zu-Spitze-Belastung am Prüfkörper zu messen wie auch die Spitze-zu-Spitze-Terlängerung, und diese Werte wurden zur Bestimmung der Prüfkörper-Nachgiebigkeit V/P verwendet. Da die Verlängerung bei Minimalbelastung sich etwas mit Änderungen der Rißlänge verschiebt, sind Ungenauigkeiten hereingebracht worden.

Die vorliegende Erfindung schließt den Gedanken ein, Mittel zur Bestimmung der Neigung der Kurve P/V, d.h. Belastung gegen Verlängerung, ohne die Notwendigkeit der Bestimmung von Spitzenbelastungen oder Spitzenverlängerungen zu liefern. Dies wird durch Bestimmung von zwei Werten (niedrig und hoch) entlang des linearen Teils des Belastungszyklus, durch Subtrahieren der niedrigen Werte von den hohen Werten für Jede der Belastungen und Verlängerungen sowie durch anschließendes Dividieren der Verlängerung durch die Belastung, um den V/P-Wert zu erhalten, erreicht. Wie Fig. 4- zeigt, können Schwellenwertdetektoren zur Anwendung kommen, um festzustellen, wann eine Vol.-:tspannung einen bestimmten Pegel überschreitet. Auf diese Weise wird eine niedrige Schwelle entweder der Belastung oder der Verlängerung an irgendeinem Punkt des Verlaufs der Kurve von Fig. 4- festgestellt, z.B. der mit Lo-T bezeichnete Bereich (Niedrigschwellenwert), und dann wird der zweite Punkt entlang der Belastungskurve an einem hohen Schwellenwert (Hi-T) festgestellt» Damit wird für die Belastungsfunktion P der niedrige Schwellenwert vom hohen Schwellenwert abgezogen, was die in Pig. 4- mit Δ Ρ bezeichnete Größe ergibto Für die Verlängerung wird ebenfalls der niedrige Schwellenwert vom hohen Schwellenwert abgezogen, was die Größe Δ V in Fi_go 4 ergibto Dann wird, wie in dieser Pigur dargestellt ist, die abgezogene Größe AV durch die abgezogene Größe Λ Ρ dividiert; das ist die F_unktion V/P₉ die die Neigung der Kurve Belastung gerben Verlängerung augibt.

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- AO -

Es wird nun auf Pip. S bezuggenommen, wobei zuerst die Annahme gilt, daß ein geeignetes Netzteil vorhanden ist, das die notwendigen Bezugsspannungen zum Betrieb der digitalen Vorrichtung wie auch zur Versorgung der Druckmeßdose und des Dehnungsmesser liefert. Solche Netzteile sind bekannt. Die in Fig. 5 gezeigte Rißlängen-Korrelationsschaltung 25 empfängt über die leitungen 21,22 .Analogspannungen, die einer mit gestrichelten Linien umrandeten Digitalsektion 34 für arithmetische Berechnungen zugeführt werden; der digitale Ausgang wird dann in analoge ^'orm für weitere Verwendung im System umgesetzt. Damit enthält das Prüfsystem einen analogen Eingang, eine digitale Berechnung und einen analogen Ausgang, um die Genauigkeit in den Berechnungen zu steigern und die betriebliche Seite zu vereinfachen.

Die die Belastung wiedergebende, auf der -^eitung 21 liegende Analogspannung wird auch über die Leitung 35 einem Analog-Digital-Umsetzer 36 zugeführt. Dessen digitaler Ausgang besteht in diesem Fall aus einem Zahn-Bit-Wort, das den analogen, auf dem Datenweg 37 vorliegenden Wert wiedergibt. Die in der Digit al Sektion 34- dargestellten Linien bezeichnen nicht einzelne Drähte, sondern vielmehr eine Mehrzahl solcher, die die digitale Information übertrggn, und zwar mit soviel einzelnen Bit-Wegen für jedes der Datenworte wie notwendig ist. Die Leitung 37 führt zehn -Bits zu einem örsten Subtrahier<» xirerk 38. Der Analog-Digiial-Umsetzer 36 setzt die Belastungswerte in digitale Form mit einer gewünschten Frequenz um, und er ist über einen Taktgeber 41, der Impulse für eine A/D-Umsätzung und zur Zeitsteuerung von verschiedenen Aktionen gibt, mit den anderen digitalen Einrichtungen synchronisiert. Der Taktgeber synchronisiert auch den Betrieb der digitalen Bauteile in bekannter Weise. Dies© Zeitimpulse können in verschiedener Form vorliegen und von unterschiedlicher Dauer in bezug auf andere Impulse in gewünschter Weis© sein, um die notwendige Zeiteinteilung zu erzielen«

Die auf der Leitung 22 liegende Analogspannung wird in gleichartiger Weise über eine Leitung 42 einem Analog-Digital-Umsetzer 43 zugeführt, der den Verlängerungswert zu gewünschten Zeitpunkten in digi-

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tale Form umsetzt und diese digitale Darstellung, die ein Zehn-Bit-Wort umfaßt, auf dem Datenweg 44 einem zweiten Subtrahierwerk 45 zuführt, das dazu dient, die auf die Verlängerung bezogene digitale Information abzuleiten.

Ein Schalter 46 wird dazu benutzt, entweder die Belastungs- oder Verlängerungsinformation auf der leitung 21 bzw. 22 zur Bestimmung der steuernden Niedrig- oder Hochschwellenwerte auszuwählen. Wird angenommen, daß die Belastungsschwellenwerte gebraucht werden sollen, so wird der Schalter 46, wie in Fig. 5 gezeigt ist, eingestellt und der Analogwert wird von der Leitung 21 dem einen Eingang einer Vergleichsschaltung 47 zugeführt. Der andere Eingang dieser Vergleichs-Verstärkerschaltung ist mit einem regelbaren Potentiometer 49 verbunden, das an einer Spannungsquelle liegt, so daß die Verstärkerschaltung nur dann einen Ausgang liefert, wenn der Wert auf der Leitung 21 einen bestimmten festgesetzten, aber regelbaren Betrag übersteigt. Der Ausgang an der Leitung 48 enthält das niedrige Schwellenwertsignal, das der logischen Schaltung 48A zugeführt wird, die sicherstellt, daß das Signal richtig istjund nach dem Beginn eines Ladezyklus auftritt, der zum Teil durch Taktsignale festgelegt ist und ebenfalls durch Signale, die angeben, daß ein vorheriger Zyklus abgeschlossen ist. Das Ausgangsjßgjuiisignal der logischen Schaltung 48A, das ein Überschreiten des ausgewählten niedrigen Schwellenwertes angibt, wird beiden Subtrahierwerken 38 und 45 zugeführt.

Die Fig. 6 zeigt in einem Blockdiagramm ein typisches Subtrahierwerk entweder für die Belastung oder für die Verlängerung, um die Funktion mehr im einzelnen zu erläutern. Es ist darauf hinzuweisen, daß jegliches Standard-Subtrahierwerk zur Anwendung kommen kann. Die Subtrahlerwerke enthalten jeweils ein Register 51 und ein Addierwerk 53· Der Ausgang des Registers wird umgekehrt und dem Addierwerk zusammen mit einer digitalen Eins zugeführt, die dem letzten bedeutsamen tlbertragungseingang 53A zugefügt wird. Das führt zu einem Zweier-Komplement-Subtrahierwerk. Wenn am Eingang zum Register 51 ein Niedrig-Schwellenwertsignal, wie Fig. 6 zeigt,

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-Al-

empfangen wird, dann wird das Register getaktet und es erzeugt einen Ausgangswert, der die Umkehrung des Eingangswertes darstellt. Dieser Wert wird im Register gehalten und über den Datenweg 52 dem Addierwerk 53 zugeführt. Der andere Eingang wird dem Addierwerk über den Datenweg 5^- zugeführt, und es ist der derzeitige Datenwert der Belastung oder Verlängerung» Damit ist der Ausgang des Addierwerks 53 der Stromwert der Belastung oder Verlängerung minus dem Niedrigschwellenwert der Belastung oder Verlängerung.

Wie bereits erwähnt wurde, hält das Register 51 den Niedrigschwellenwert fest und liefert diesen Wert über die Leitung 52, bis das Register wieder für den nächsten Niedrigschwellenwert des nächsten Ladezyklus getaktet wird. Diese vereirfachte Darstellung des Subtrahierwerks läßt somit erkennen, daß nach Erreichen der Niedrigschwelle in einem Ladezyklus jedesmal dann, wenn der Taktgeber die Umsetzer 36,4-3 dazu bringt, einen digitalen Ausgang auf den Leitungen 37 und 44 abzugeben, ein wirksamer Ausgang von den Subtrahierwerken vorliegt, der den Niedrigschwellenwert (nachdem er überschritten worden ist) vom laufenden Ausgang des jeweiligen Analog-Digital-Umsetzers 36 bzw. 43 subtrahiert.

Diese Größen werden über die Datenwege 56 und 57 als Zehn-Bit-Werte einem digitalen Dividierwerk 60 zugeführt (Fig. 5)· Dieses kann irgendeinen üblichen Binär-Dividierwerk-Aufbau haben, der eine Ausgangs- oder Quotientengröße liefert, die den Wert des Dividenden am Datenweg 56, dividiert durch den Wert des Divisors am Datenweg darstellt, und zwar immer wenn das Dividierwerk ein Signal empfängt, das angibt, daß^vseine Ausgangsinformation aktualisieren soll.

Dieses Aktualisier- oder Teilungssignal wird gegeben, wenn der obere Schwellenwert überschritten worden ist. Wie Fig. 5 zeigt, wird das auf der Leitung 21 liegende Signal über den Schalter 46 auch der Leitung 61 zugeführt, die mit einem Eingang einer einen Verstärker enthaltenden Vergleichsschaltung 62 verbunden ist. Ein zweiter Eingang j'fFE^fi*'.einer Spannungsquelle liegendes Potentiometer 63 an-

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geschlossen. Der Ausgang auf der Leitung 64 wird jedem der Subtrahierwerke nur dann zugeführt, nachdem der Wert auf der Leitung 61 einen vorbestimmten, regelbaren, durch das Potentiometer 63 eingestellten Wert überschreitet. Wenn die obere Schwelle erreicht ist, so wird durch passende Schaltkreise ein Impuls vom Ausgang des Verstärkers 62 geliefert, und dieser wird mit dem Taktgeberausgang durch geeignete logische "Verknüpfungen - dargestellt durch das Kästchen 65 - koordiniert, um ein Aktualisiersignal über den "Datenweg 66 dem Dividierwerk 6o zuzuführen, das dieses zum Dividieren und zur Abgabe eines neuen Quotienten auf dem Ausggngsdatem-reg 67 des Dividierwerks veranlaßt. Die logischen Verknüpfungen 65 enthalten geeignete Torsehai tungen, um sicherzustellen, daß das Aktualisiersignal auf der LeitiHig 66 nur bei der richtigen Taktzeit des Zeitgebers und nach Eintreten bestimmter Geschehnisse, z.B. nachdem ein Niedrigschwellensignal sin den entsprechenden Registern der Subtrahierwerke überschritten worden ist, abgegeben wird. In manchen "Fällen, wobei kontinuierlich eine aMualisierte Ausgangsinformation vom Dividierwerk gefordert wird, kann dieses durch den Taktgeber gesteuert werden, um jedesmal einen Ausgangsquotienten zu liefern, wenn die Analog-Digital-Umsetzer 36,43 konvertieren.

Zusätzlich kann der Ausgang vom Verstärker 62 als ein Signal für die logische Schaltung 48A dienen, das angibt, daß die gewünschte hohe Schwelle überschritten worden ist (was dazu dient, die Subtrahierwerke beim η äc lrtfolg end en Taktimpuls zurückzustellen), und er kann dazu verwendet werden, einen Zykluszählimpuls einer Zyklus zählschaltung 7o zuzuführen, so daß immer, wenn ein Probekörper be- und entlastet wird, eine Zählung der Anzahl der Zyklen am PrüfkörOer festgehalten wird.

Das Dividierwerk 6o kann einen Überlaufanzeiger äh 7^ üblicher Bauart aufweisen, um anzuzeigen, wann es nicht funktionsfähig ist, was in der einschlägigen Technik bekannt ist. Das den Quotienten wiedergebende Datenwort, das erhalten wird, wenn die auf dem Weg liegenden Daten durch die auf dem Weg 57 liegenden Daten in der Art, wie gezeigt ist, dividiert werden, weist ein ZwoIg-Bit-Wort auf,

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_ 4k -

das über die Leitung 67 einem Digital-Analog-Umsetzer 72 zugeführt wird. Der Ausgang dieses Umsetzers 72 ist eine Analogspannung auf der Leitung 73, die zu V/F proportional und ein Maß für die Nachgiebigkeit des Prüfkörpers ist.

Es ist zu bemerken, daß die ^erbindungen für die Schwellenwertdetektoren stark vereinfacht wurden und nicht die Versorgungsleitungen für die Verstärker und andere mit diesen gebrauchte Bauteile enthalten. Die Verstärker 47 und 62 können vom Typ 311N sein, die mit einer Stromversorgung arbeiten, die +15 und -15 Volt liefert. Die agbgegebenen Digitalimpulse liegen im allgemeinen im Bereich von 5 Volt oberhalb einer gemeinsamen digitalen Erde, wie das in der Digitaltechnik üblich ist.

Um den Ursprungswert vom Digital-Analog-Umsetzer 72 zu entnehmen, und zweckdienliche Ausgangssignale mit einem Maximalbereich von 10 Volt, wie es erwünscht ist, zu erzeugen, ist es notwendig, Bereichswähl-er zu haben, die Faktoren oder Konstante lififern, um das Ursprungssignal'den gewünschten Bereich für irgendein Material zu bringen. Ein solcher Verstärker 7^- ist mit der Leitung 73 verbunden und liefert über einen Belastungsbereichsschalter 75 einen Maßstabfaktor, so daß der Ausgang auf der Leitung 76 im richtigen Bereich, wenn z.B. Metall oder Kunststoff als Material für den Prüfkörper dient, liegt. Die Auswahl hängt von der Kraft und von den Verlängerungskennwerten des Prüfstücks ab. Die Leitung 76 ist an einen Verstärker 77 angeschlossen, der geeignete wählbare Widerstände 78 aufweist, um unterschiedliche Verstärkungen für Verlängerungs- und Belastungsbereiche zu liefern, die notwendig sein können, um einen ausreichenden Pegel einer V/F wiedergegebenden Analogspannung auf der Leitung 79 zu erreichen. Das Signal V/F kann insofern unmittelbar durch Bildung eines Anschlusses an der Leitung 79 verwendet werden. Es kann direkt dazu dienen, eine Kurve auf einem Rekorder zu zeichnen, oder der Wert kann für externe Berechnungen gebraucht werden.

Um jedoch einen gewünschten Wert von a/W oder nur a, der die Rißlänge umfaßt, zu erhalten, ist es notwendig, konstante Faktoren

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für den Elastizitätsmodul und die Stärke des Prüfkörpers hinzuzufügen. Dies geschieht unter Verwendung eines Verstärkers 82, der über eine Leitung 83 mit der Leitung 79 verbunden ist, und durch· Vorsehen einer einstellbaren Verstärkungseinrichtung 84-in der üblichen Weise, so daß der Ausgang auf der Leitung 85 als V/F multipliziert mit E vorliegt, also mit dem im Verstärker zugefügten Wert E. Die Leitung 85 wird dann wiederum mit einem Verstärker 86 verbunden, der eine einstellbare Verstärkungseinrichtung 87 hat, die einen konstanten Faktor liefert, welcher für die Stärke B des Prüfkörpers kennzeichnend ist, so daß der Ausgang auf der Leitung 88 also EBV/F ist, wobei ein dimensionsloser Nachgiebigkeitsfaktor des Prüfkörpers einbezogen ist.

Die Information auf der Leitung 88 kann unmittelbar als Nachgiebigkeitsfaktor, wenn gewünscht, verwendet werden. Wie jedoch schon früher erläutert wurde, ist eine der Funktionen, die beim Prüfen dieser Prüfkörper bekannt werden soll, die Rißlänge a und das Verhältnis der Rißlänge zur Prüfstückbreite, d.h. a/W. Wie Fig. 3 zeigt, kann die die Beziehung zwischen EBV/F und a/W wiedergebende Kurve in Übereinstimmung mit der vorher angegebenen Gleichung (Gl.1) empirisch bestimmt werden.

Die Fig. 7 zeigt nun die Schaltung zur Lieferung eines Ausgangs von einem Endfunktionsglied 1oo. ^Di_e hier dargestellten Multiplikation sschaltungen sind handelsübliche Vorrichtungen, die miteinander verbunden werden, und die in der Gleichung benötigten Konstanten werden in Übereinstimmung mit elektrischen Ausgängen hinzuaddiert, um den gewünschten Ausgangspegel zu erhalten. Wird beispielsweise EBV/F in der Gleichung (Gl. 1) für das gezdgte Prüfstück mit h/W a 0,6 durch y substituiert, so ist die EnTunktionsgleichung in Volt: a/W = 0,02726y³ - 0,468y² + 2,897y - 0,04-3.

Die Leitung 88, auf der der Wert der Funktion EBV/F liegt, wird an einen ausgewählten Eingang eines Verstärkers ΛοΛ gelegt, dessen anderer Eingang so verbunden ist, daß er eine gewünschte Verstärkung liefert. Die Verstärker in diesem Schaltkreis können vom Typ 301AN sein. Der Anschluß kann durch eine Schaltdrahtverbindung

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102B erfolgen, so daß die Eingänge, wenn es erwünscht ist, umgekehrt werden können, und der Ausgang des Verstärkers wird durch einen Widerstand 102 mit einem regelbaren Teil 102A zur Einstellung der Konstanten A. in Gleichung (Gl.1) geführt. Dieser Ausgang liest dann auf der Leitung 103 vor. -^ies ist die erste Größe A₁ ^ψ- der Gleichung (Gl.1).

Die Leitung 88 ist durch eine Schaltdrahtverbindung 1o4- auch mit der Multiplikationsschaltung 1o5 verbunden. Dies ist eine Btandardschaltung No. 4202B, die von Burr Brown Research Corporation, Tueson/Arizona vertrieben wird. Diese Multiplikationsschaltungen enthalten Abgleichverbindunp-en und Zuleitungsanschlüsse, die zur Erläuterung bei dem SchaBcreis 1o5 gezeigt, bei den anderen Schaltkreisen vom gleichen Typ aber weggelassen worden sind. Wie gezeigt ist, wird die Größe von der Leitung 88 Sochi dem x- wie auch dem y-Eingang der Multiplikationsschaltung 1o5 zugeführt. Der Ausgang der Schaltung ist xy/10 lind ist somit proportional dem Quadrat der Größe EBV/F. Der Ausgang auf der Leitung 1o6 wird über eine Schaltdrahtverbindung einem geeigneten Verstärker 1o7 zugeführt, um ein Signal mit zweckdienlichem Pegel zu erzeugen, und der Wert für die Konstante Ap wird über Widerstände 1o8, die einen regelbaren Teil 108A einschließen und so gewählt sind, da3 sie den prewünsehten Pegel für diesen Koeffizienten liefern, hinzuaddiert. Dieser Ausgang A^ —ψ- von Gleichung (Gl.1) wird auf die Leitung 1o9 gelegt.

Die quadrierte Größe der polynomischen Gleichung wird durch eine Leitung 111 einem Eingang einer Multiplikationsschaltung 112 zugeführt. Der andere Eingang dieser Schaltung 112 ift ist über Schaltdrahtverbindungen an die Leitung 88 angeschlossen, und is^iofern ist der Ausgang auf der Leitung 113 gleich der . kubierten Größe EBV/P. Die Leitung 113 ist aus Gründen der Polarität durch geeignete Schaltdrahtverbindungen mit einem Verstärker 114 verbunden, an den sich ein Widerstand 115 mit einem regelbaren Teil 115A zur

ΤΡΤ3ΤΓ

Lieferung der Konstanten A-, anschließt. Die Größe A₅, £ψ- von Gleichung (Gl.1) liegt somit auf der Leitung 116.

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-η-

Die Leitungen 1o3, 116 und 1o9 führen über eine Sammelleitung 11V zum einen Eingang: eines Verstärkers 1?o. Der andere Eingang dieses Verstärkers 12o ist an einen Eingangskreis 12oA angeschlossen, der eine regelbare Funktion liefert, die der auf der Leitung 117 summierten Größe zugeführt wird, -^iese regelbare Größe ist die Konstante A aus Gleichung (Gl.1). Der Ausgang vom Verstärker 12o auf der Leitung 121 ist eine Funktion von a/W und wird durch einen Verstärker 122 geführt. Der Ausgang des Verstärkers ist der a/W-Ausdrück, und zwar auf einen gewünschten Pegel skaliert, ^ieses a/W-Signal ist den Werten von a/W proportional, die in Übereinstimmung mit der Kurve von Fig. 3 für verschiedene Werte der Größe EBV/F zu berechnen sind.

Es ist darauf hinzuweisen, daß der quadrierte Ausdruck (EBlf/F) ■ der Gleichung an der Ausgengsklemme 125 zu einer gewünschten Verwendung in anderer Weise vorliegt. (EBV/F) kann an der Ausgangsklemme 126 für externen Gebrauch und auch zur Analyse abgenommen werden.

Die Analogspannung an der Ausgangsklemme 123, die a/W kennzeichnet, ist zur unmittelbaren Analyse von Nutzen und kann zum Antrieb von Rekordern oder für eine andere Information, z.B. optische Anzeige, verwendet v/erden.

Ferner ist die tatsächliche Rißlänge a von Interesse. Sie kann geliefert werden, indem der Ausgang auf der Leitung 121, der zu a/W proportional ist, auf eine Leitung 13o übertragen wird, die diese Größe einem Verstärker 131 mit regelbarem Eingang 132 zur Addition eines Wertes, der der Konstanten W gleich ist, zuführt, womit also die Größe auf der Leitung 13o mit der Größe W multipliziert wird, um einen der Rißlänge a gleichen Ausgang zu liefern. Dieser Ausgang auf der Leitung 133 kann durch einen Verstärker 134- mit einem Bereichswählschalter 135 geführt werden, um den geeigneten Bereich oder Maßstab zu erhalten, so daß ein Ausgang auf der Leitung 136 im geeigneten Bereich für seine Verwendung liegt

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und unbedingt den Wert der Rißlänge in einem zweckdienlichen Bereich wiedergibt.

Die Anschluss« für die Verstärker 131 und 134- sind hier im einzelnen gezeigt, um beispielhaft die Art der Anschlüsse oder Verbindungen anzugeben, die auch an den anderen Verstärkern, bei denen eine Bereichsmultiplikation erwünscht ist, z.B. baL den Verstärkern 74- und 77, angewendet werden können.

Selbstverständlich enthält die Verstärkungswähleinrichtung 78 soviele Widerstände, wie nötig sind, um die notwendige Verstärkung unter verschiedenen Betriebsbedingungen und für unterschiedliche Prüfkörper zu erhalten.

Die die Rißlänge a wiedergebende Größe kann auch als Rückkopplungssignal zur Steuerung des Servosystems als eine Funktion der Rißlänge verwendet werden.

Bei der beschriebenen Vorrichtung sind somit Mittel vorgesehen,

£H

die eir/ der Rißlänge in einem Standard-Zerreißprüfkörper proportionalen Ausgang erhalten lassen, der für die Analyse von Materialien von Nutzen ist.

Die Fähigkeit, eine Endfunktion von dem Endfunktionsglied 1oo abzunehmen, erlaubt die direkte Lösung einer polynomischen Gleichung, die die den Nachgiebigkeitsfaktor EBV/F gegen a/W darstellende Kurve elektrisch wiedergibt. Die Analogspannung kann unmittelbar zur Bestimmung der Materialeigenschaften herangezogen werden.

Die Analog-Digital-Umsetzer können irgendeine gewünschte Form haben, die die notwendige Genauigkeit liefert, und die im Handel erhältlich sind. Ebenfalls kann das Dividierwerk nach Wunsch als ein digitales ausgebildet sein, wie es gegenwärtig am Markt ist, das einen Quotienten liefert, wenn ein passendes digitales Signal, das das Werk zum Dividieren veranlaßt, empfangen wird.

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Die beschriebene Vorrichtung weist einen analogen Eingang auf und ebenso Mittel für eine digitale Subtraktion und Division der Parameter, wie auch für die Umwandlung in Analogsignale zur weiteren Verarbeitung, wodurch Genauigkeit und vereinfachtes Arbeiten begünstigt werden. Die Anwendung einer hohen und niedrigen Schwellenwertanzeige zur Bestimmung der V/F-Funktion beseitigt die mit Nullpunktänderung und Wirkungen des Formänderungsvermögens zusammenhängenden Probleme.

-Lo-

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Claims

- 2ο-

Patentansprüche

2635459 25. JUL11976

1J Prüfvorrichtung zur iJe st immune· der Rißzunahme in Prüfkörpern, gekennzeichnet durch Einri chtuneen (11, 12, 17) zur zyklischen

g eines Prüfkörpers M 5), durch ein erstes, die auf einen Prüfkörper einwirkende Belastung bestimmendes Meßgerät (16"), durch ein zweites, zur Messung: der G-röße eines "Risses (32) in einem Bereich des Prüfkörpers die Längenänderung· des belasteten Prüfkörpers bestimmendes Meßgerät (2o\ wobei das erste und zweite Meßgerät (16, 2ο") die Belastung sowie die Längenänderung wiedergebende Analogsignale CF, V) liefern, durch diese Analogsignale (F, ν) in eine digitale Form limwandelnde Umsetzer (36, 4-3), durch eine Schaltung (34·), die arithmetisch in digitaler Form eine Größe CV/F) berechnet, die den Verlängerungswert dividiert durch den Belastuneswert umfaßt, und do?ch einen das digitale Signa] der Schaltelemente (38, 4-5, 6o) in ein analoges, den Ausgaripder Prüfvorrichtung darstellendes Signal (V/F) umv/andelnden Umsetzer (72).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch weitere analoge Multiplizierschaltungen (82, 86), die den Ausgang (V/F) mit ausgewählten Faktoren (E, B) zur Lieferung einer Korrelation der Rißzunahme im Prüfkörper (15) multiplizieren.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die?nalofren Multiplizierschal tunken (82, 86) Elemente (84, 87) aufweisen, die eine regelbare Verstärkung für Verlängerungs- und BeIastunp-sbereiche eines belasteten Prüfkörpers abgeben und den Ausgang (V/F) mit einem auf das Material, aus dem der Prüfkörper (15) besteht, bezogenen Elastizitätsmodul (E) und mit einem skalierten, die Stärke (B) eines in der Prüfung befindlichen Prüfkörpers wiedergebenden Wert zur Lieferung einer zweiten Größe (EBV/F) multiplizieren.

- 21-

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4-, Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch .^kennzeichnet, da J? den analog-en Multiplizierschaltuneren (8?, 86") eine Schaltungsanordnung: Moo) zugeordnet ist, die die z-eite Größe ("FBV/TO zur Abgabe eines analogen Ausgangs benutzt, der eine Gleichung 3. Ordnung darstellt und einen Ausgang (a/W) von den analoffen Multiplizierscbaltungeri liefert, der im wesentlichen proportional zur Mißlänge a dividiert durch die Prüfstückbreite V/ ist.
S. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (1oo) einen ersten Teil (1oi), der eine gewünschte Verstärkung und eine regelbare Konstante (A.) dem Analogwert der zweiten Größe (EBV/τΟ zufügt, einen zweiten Teil (lo¹^, der die zweite Größe ("EBV/TO mit sich selbst zur Abgabe eines das Quadrat der zweiten Größe darstellenden Signals und der dieses Signal mit ein°r Konstanten (A₀) multipliziert, einen

P dritten Teil (112), der das Quadrat (EBV/F¹) der zweiten Größe mit dieser zweiten Größe (E'^VF) zut Abgabe eines Ten Kubus der zweiten Größe wiedergebenden Signals und dieses Signal (FRVZF¹K mit einer dritten Konstanten (A^) multipliziert, die Ausgänge des ersten, zweiten und dritten Teils summierende Elemente (117, 12o) und Schaltglieder (12oA) zur "Lieferung einer vierten Konstanten (A ) zu den summierten Signalen aufweist, so daß der Analogwert (a/W) im wesentlichen proportional zur Rißlänge (a) dividiert durch die Prüfkörperbreite (W) ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Meßgerät (16, 2o) an eine ein erstes Signal wenn, der Ausgang (Tj¹, V) eines der Meßgeräte (16, 2o) einen ersten vorgewählten Pegel (Lo-T) übersteigt, liefernde Vergleichsschaltung (4-7, 4-9"> und an eine ein zweites Signal, wenn der Ausgang eines der Meßgeräte einen zweiten, oberhalb des ersten Pegels festgelegten Pegel (Hi-T)ütoersteigt, liefernde Vergleichsschaltung (62, 63) angeschlossen sind.

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7. Vorrichtuni? nach Anspruch 6 ,dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung: (34 "> zur arithmei^tschen Berechnung Subtrahierwerke (38, 45) aufweist., die die digitalen Werte der Ausgänge der Meßgeräte (16, Po) empfangen und mit dem Ausgang (48) der das erste Schwellenwertsignal (Lo-T) liefernden Vergleichsschaltung (47, 49) verbunden sind sowie ein Register (51) enthalten, das die digitalen Werte der Ausgänge der Meßgeräte (16, 2o) festhält, wenn das erste Signal (Lo-T) vom Subtrahierwerk empfangen wird, daß die Subtrahierwerke aufeinanderfolgend periodische digitale Werte der Meßgeräte empfangen und einen Ausgang (55) liefern, der aus der Differenz zwischen den festgehaltenen Werten und den folgenden Werten besteht, daß die Ausgänge der Subtrahierwerke (38,45) an ein Dividierwerk (6o) geleet sind und daß die das zweite Signal liefernde Vergleichsschaltung (62, 63) mit dem Dividierwerk (6o) verbund en ist, das in Abhängigkeit von diesem zweiten Signal einen Ausgang liefert.
8. Vorrichtung zur Prüfung der Rißzunahme in Prüfkörpern mit einer Einrichtung zur zyklischen Zugbelastung des Prüfkörpers im Bereich einer seiner Kanten, mit einem Prüfkörper, der eine Stärke B und eine Breite W hat, mit Geräten zur Bestimmung der auf den Prüfkörner wirkenden Zugkraft F und der Verlängerung V in einem Rißbereich des Prüfkörpers, dessen Rißlänge a sich unter Einwirkung der Belastung fortpflanzt und der eine bekannte geometrische Form hat, die eine polynomische Kurve 3. Ordnung bestimmt, wenn die Größe EBV/F gegen die Größe a/W aufgetragen wird, wobei E der Elastizitätsmodul für das Prüfkörpermaterial ist, gekennzeichnet durch eine elektronische Schaltung (25, 1oo), die eine direkte Angabe über eine zur Rißlänge (a) im wesentlichen proportionale Spannung gibt, die Schaltelemente (34, 72) aufweist, welche ein für die Verlängerung (V) dividiert durch die Zugkraft (F) kennzeichnendes Signal (V/F) liefern, die Multiplizierschaltungen (8?, 84; 86, 87) enthält, welche das Signal (V/F) mit für <-E) und (B) repräsentativen elektrischen Größen zur Lieferung eines im wesentlichen zu (EBV/F) proportionalen Ausgangs multiplizieren,

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und die eine Multipljkationprtufe (1oo") Timfaßt, die das einzelne, die Größe (EBV/R¹) "iedertrebende Signal empfängt und eine Mehrzahl von miteinander verbundenen Teilen zur Liefprunfr eines im wesentlichen zu einer polynomischen Funktion von (EW/F), die die Größe (a/W) wiedergibt, proportionalen AusgangssiTials aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch R, dadurch gekennzeichnet, daß die

Schaltungsanordnung (1oo) einen zweiten, einen Ausgang Ap(EBV/P)

liefernden Teil (1o^, 1o9\ einen dritten, die Größe A^ liefernden Teil (112, 115) und die Ausgänge des ernten, zweiten sowie dritten Teils summierende Elemente (117, 1Po) sowie ein diesen Ausgängen ein für (A ) kennzeichnendes Signal zufügendes Schaltglied (1?oA") aufweist, so daß ein Aiasgangssi gnal relief ert v/ird, das im wesentlichen zur Größe (a/W) proportional ist, wobei A , A^, Ap und A^ Konstante sind*
10. Vorrichtung nach Anspruch R, gekennzeichnet durch eine das für (a/V/) kennzeichnende Signal mit einem zur Prüfstückbreite (W) proportionalen Signal multinlizierende Schaltung (1^1, 15?), so daß der erhaltene Analogausfrang die Rißlänge (a) im Prüfkörper liefert.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (11, 12, 17) zur zyklischen Belastung, einen Servoregler (26) und Elemente, die den analogen, für die Rißlänge (a) kennzeichnenden Ausgang an den Servoregler als PöickkopplunKssignal legen, umfassen.
12. Vorrichtung nach Anspruch R, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (3^, 72), die das der Größe (V/P) proportionale Signal liefern, einen ersten und zweiten Eingang (21,22) mit für die Verlängerung (V) und die Belastung (P) eines zu untersuchenden Prüfkörpers (15) kennzeichnenden Analogsignalen, diese Analogsignale in digitale Porm umwandelnde Umsetzer (36, 4-3) und ein Dividierwerk (6o) aufweisen, das ausgewählte V-Werte durch ausgewählte P-Werte teilt.

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13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daP eine den Schwellenwert am ersten und zweiten Eingang (21, 22) in einem niedrigen Punkt (Lo-T) in jedem Arbeitszyklus feststellende Schaltung (4-7^ und ifew^i eine darauf folgend einen höheren Wert im gleichen Arbeitszyklus an den Eingängen (21, 22) feststellende Schaltung (62) die Werte (V) und (F) liefern, daß eine Subtrahierschaltung (38, 45) die niedrigen Werte (Lo-T) von den hohen Werten (Hi-T) abzieht und daß ein Dividierwerk (60) die Reste der beiden Werte dividiert.
14. Vorrichtung nach Ansprxich 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (34, 72), die das zur Größe (V/F) Ouroportionale Signal liefern, einen den Ausgang vom Dividierwerk (60) in analoge Form umwandelnden Umsetzer (72) enthalten.
15. Vorrichtung zum Prüfen von Prüfkörpern, wobei ausgewählte Prüfparameter wiedergebende Werte arithmetisch zu vergleichen oder zu berechnen sind und das Ergebnis scls analoges Signal vorliegen soll, gekennzeichnet durch Einrichtungen (11, 17) zur zyklischen Belastung eines Früfkörpers (15), durch wenigstens zwei auf die Belastung des Prüfkörpers bezogene Parameter bestimmende Geräte (16, 2o), die analoge Ausgangssignale (F, V) für diese Parameter abgeben, durch die analogen Signale in digitale Form umwandelnde Umsetzer (36, 43), durch die Parameter arithmetisch in digitaler Form vergleichende Rechenwerke (38, 45, 60) und durch einen den digitalen Wert der verglichenen Parameter in ein den Ausgang der Prüfvorrichtung darstellendes Analogsignal (V/F) umwandelnden Umsetzer (72).
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenwerke ein den digitalen Wert eines Parameters durch einen anderen teilendes Dividierwerk (60) umfassen.

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2635A59
17. Vorrichtung zur Prüfung von Prüfkörpern mit Abgabe eines auf die Verlängerung eines Prüfkörpers dividiert durch dessen Belastung proportionalen Signals und mit zyklisch auf den Prüfkörper wirkender Belastung, wobei Signaleinrichtungen zur Lieferung eines eigenen, die Verlängerung bzw. die Belastung des Prüfkörpers kennzeichnenden Signals vorgesehen sind, gekennzeichnet durch

■ mit den Meßgeräten (16, 2o) verbundene Schwellenwertdetektoren (47, 49; 6?, 63), die ein erstes Signal liefern, wenn e:n ausgewähltes der Verlängerungs- und Belastunp:ssignale einen ersten festgesetzten Wert (Lo-T) überschreitet, und ein zweites Signal liefern, wenn dieses aiiserewählte eine Signal im bleichen Belastungszyklus einen zweiten höheren Wert (Hi-T) überschreitet, durch mit den Schwelle¹ ,vertdetektoren (4-7, 49; 62, 63) und den Meßgeräten (16, 2o) verbundene Rechenwerke (38, 45, 6o), die verschiedene Werte zwjsohen dem Verlängerungswert- bzw. dem Belastungssignal zum Zeitpunkt des ersten Signals und zum Zeitpunkt des zweiten Signals feststellen und die Dif.ferenzwerte miteinander dividieren.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch srekennzeichnet, daß die Meßgeräte (16, 2o) Analogsignale liefern, daß Umsetzer (36, 43) die Analogsignale in digitale Gleichwerte umformen und daß die Umsetzer (36, 43) mit die Differenz bestimmei^en Rechenwerken (38, 45) verbunden sind.

Dipl.-IngJp.f. Meissner

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