SU1283571A1 - Многокоординатный вибростенд - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к испытательной технике. Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности виброиспытаний на надежность за счет повышени  точности воспроизведени  пространственных вибраций. Сигналы с блока 6 вибропреобразо- вателей поступают на первый вход первого вычислительного блока 7, на второй вход которого с первого выхода второго блока 15 задани  поступают сигналы, пропорциональные координатам точек установки и коэффициентам поперечной чувствительности вибропреобразователей. Второй вычислительный блок 13 обеспечивает преобразование вибраций в заданных -{юч- ках в пространственные колебани  гег ометричёского центра. На основании выходных сигналов вычислительных блоков 7 и 13 цифрова  управл юща  машина 9 определ ет сигналы управле ни  дл  вибровозбудителей 4. 1 ил. (Л

Description

1C

00 со СП -vj

lA,fa

Изобретение относитс  к испытательной технике и может быть использовано , когда испытуемому объекту в пространстве необходимо сообщить многокоординатный вибрационный процесс , характеризующийс  произвольным набором линейных и угловых обобщённых координат.

Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности лабораторных испытаний объектов на вибронадежность, достигаемое вследствие повышени  точности воспроизведени  пространственных вибраций да счет учёта вли ни  коэффициентов поперечного преобразовани .

На чертеже представлена блок-схема вибростенда.

На чертеже прин ты следующие обозначени : Oxyz - система коорди- .нат, св занна  с геометрическим центром поверхности платформы; 0,x,y,z, - система координат, св занна  с точкой приспособлени  (испытуемого объекта), заданной методикой на проведение испытаний.

Многокоординатный вибростенд содержит платформу 1, предназначенную дл  установки с помощью держател  2 . испытуемого объекта 3, вибровозбудители 4, соединительные узлы 5, выполненные в виде подвижных штанг, сипь- фонов и пружин, св зьшашщих вибровозбудители 4 с платформой 1, последовательно соединенные блок 6 вибропреобразователей , св занный с платформой 1, первый вычислительный блок 7, первый аналого-цифровой преобразователь 8, цифровую управл ющую ма- щину 9, цифроаналоговый преобразователь 10 и блок II формировани  управл ющих сигналов, выходы которого соединены входами вибровозбудителей 4, последовательно соединенные первый блок 12 задани , второй вычисли- тельньй блок 13 и второй аналого-цифровой преобразователь 14, выход которого соединен с вторым входом цифровой управл ющей машины 9, и второй блок 15 задани , первьдй и второй выходы которого соединены с вторыми входами соответствующих вычислительных блоков 7 и 13.

(испыВибростенд работает следующим об- « т.уемого объекд-а З) , при этом одноразом .

Первый блок 12 задани , вьтолнен- ный, например, на базе магнитографа , формирует сигналы, соответствую 83571 . 2

щие эксплуатационным вибраци м в К-ой точке приспособлени  дл  держател  2 либо испытуемого объекта 3, заданной методикой на проведение лабораторных испытаний сигналы описываютс  вектором, например, виброускорени 

,

где xf у Z (, - линейные и угловые ускорени  в заданной К-ой точке .

Сигналы поступают на первый вход второго вычислительного блока 13, на второй вход которого одновременно с второго блока 15 задани  поступает сигнал, соответствующий коорди10

fS

0

5

0

натам (х, у, z) заданной точки приспособлени  (испытуемого объекта) относительно геометрического центра поверхности платформы стенда (корди- наты полюса О, в системе координат Oxyz).,

Второй вычислительный блок 13 ,

обеспечивает преобразование вибраций в заданной точке держател  2 либо - испытуемого объекта 3 (вектор S,) в пространственные колебани  геометрического центра поверхности платформы стенда-(вектор , у ,

« U /i к

где X

Q

- линейные и угловые ускорени  геометрического центра - полюса О поверхности платформы). Дл  угловых ускорений вектора S вьтрлн ютс  равенства

V V , 9 9t ,4 cft , так ; как держатель 2 (испытуемый объект 3) жестко св зан с платформой.

ускорений векРасчет линейных :; тора S осуществл етс  по выра1жению

5

if У

Z

е

Ук-ХкО ZK-M-K

о-Zo

О х.

(1)

Применение второго вычислительного блока 13 и второго блока 15 задани  позвол ет, таким обра:зом, вос- .jg производить На платформе стенда пространственные колебани  (вектор S ),

соответствующие пространственным колебани м (вектор S.,), заданным

любой К-ой точке держател  2

в

(испыт .уемого объекд-а З) , при этом одновременно исключаетс  вли ние геометрических и весовых параметров держател  2 и объекта 3 при их опытно- конструкторской доводке на действую3 128357 щие на объект внбронагрузки, так как координаты полюса 0 опреде- л ютс  конкретно дл  каждого типа (схемного исполнени ) приспособле- . ни  или испытуемого объекта. .5

С выхода второго вычислителъного блока 13 сигнал через второй анало- гово-цифровой преобразователь 14 поступает на второй вход цифровой управл ющей машины 9, котора  выраба- О тывает управл ющие сигналы и через цифро-аналоговый преобразователь IО подает их на блок II формировани  сигналов управлени .

Вибровозбудители 4 через соеди- -5 нительные узлы 5 передают вибрационное воздействий на платформу 1, где размещены держатель 2 с испытуемым объектом 3 и блок 6 вибропреобразо- ватёлей. Количество и места установ- 20 ки вибропреобразователей блока 6 определ ютс  в соответствии с необходимыми услови ми испытаний. Выходные сигналы , U,,; , Uj,. -ого вибвительности кот рых ориентирован в направлении ос Ох, Оу и Oz соо „ ветственно:// II I/ « П ,

x,y,z, Cf , а , cf - текущие воспрои водимые линейны и угловые ускоре геометрического центра поверхнос платформы 1; X, У; Z; - координаты точек

установки i-ro в ропреобразовател в системе коорди 6xyz

SQ. , - основна  и попер на  чувствитель ности i-ro вибро преобразовател  .

Выходной сигнал блока 6 вибропр образователей (вектор . .. ,Ux

У

Ui); ,U.j, ,. . «Ux;) поступае

ропреобразовател  завис т от угловых колебаний платформы, коэффициен . тов поперечнрй чувствительности и координат точек креплени  датчиков и определ ютс  системой уравнений

U,i So. х+8„. -y+S. z+ (8„, xfS. у;)(5 + + (8п;Уг5п;2;)0 -(5„, х-Зд, z;)( ;

и,,, 8„.х+8„.у+8,;г+(8„х;-8„.у;)( + + (8„;у;-8о; z;)e -(.-S,/Zj)( ;

на первый вход первого вычислитель ного блока 7, на второй вход котор го от второго блока 15 задани  поступают сигналы, пропорциональные координатам точек установки виброп образователей (вектор А х у; Z

и коэффициентам поперечной чувстви тельности вибропреобразователей (вектор 8п Sn, , 8,. .. ,8п;, о редел ющийс  экспериментально до н чала испытаний).

35 Расчет вектора воспроизводимых

и,..8„.. у.8„. г+(8„.х-8„;у.)уч- ««Р « У . V . . «

точке, соответствующей геометричес му центру платформы 1, производитс  вычислительным блоком 7 по след5тощи

+ (Soiy;-8n,-z;)0 -(80; .)(/, (2)

где и,, Uy,, U,j,. - выходные сигналы вибропреобразователей , оси чувст Sn, 8„, (8;. х.-5о,у, )(8„,у,-8„, 2,)(8„, х,-8, zj ,(,)(,)-(,) SH, So 8„ (8oj х,-8„,у,)(8„,у,-8„, z)-(8, х,-8„ z,)

Sn, So, S (80 .y ) (Sn4 У4 -So4 2 )-(8„4 4-5п4 z) Sns Sn, So5 (8„,. х,.) (8о,У,-8„, Zy)-(8o., ,.) Sn6S« 8y(,-8 yj48o,y6-8n,z)-()

- определитель системы уравнений (2); Применение второго блока 15 за- &х, лу, Az,uc, u9 ,uCf - определи- дани  позвол ет дополнительно учесть тели, получающиес  из определител  вли ни  коэффициентов поперечной Дзаменойстолбца,составленного изкоэ- чувствительности вибропреобразовате- ффициентов при неизвестной компоненте лей на линейные и угловые ускорени  векторе еоставл ющими векторами U . платформы 1 .

5

О

-5 0

вительности которых ориентированы в направлении осей Ох, Оу и Oz соот- „ ветственно:// II I/ « П ,

x,y,z, Cf , а , cf - текущие воспроиз- водимые линейные и угловые ускорени  геометрического центра поверхности платформы 1; X, У; Z; - координаты точек

установки i-ro вибр ропреобразовател  в системе координат 6xyz

SQ. , - основна  и поперечна  чувствитель ности i-ro вибропреобразовател  .

Выходной сигнал блока 6 вибропреобразователей (вектор . .. ,Ux ,

У

Ui); ,U.j, ,. . «Ux;) поступает

на первый вход первого вычислительного блока 7, на второй вход которого от второго блока 15 задани  поступают сигналы, пропорциональные координатам точек установки вибропреобразователей (вектор А х у; Z,)

и коэффициентам поперечной чувствительности вибропреобразователей (вектор 8п Sn, , 8,. .. ,8п;, определ ющийс  экспериментально до начала испытаний).

5 Расчет вектора воспроизводимых

««Р « У . V . . «

««Р « У . V . . «

0

I

точке, соответствующей геометрическому центру платформы 1, производитс  вычислительным блоком 7 по след5тощим

; У ; .

utp

т

выражени м х

и й( л Ье ч

V -ri6 -f- 4

5. 1

С выхода первого вычислительного блока 7 сигнал через первый аналого- цифровой преобразователь 8 поступает на первый вход цифровой управл ющей машины 9, котора  рассчитывает тре- буемые значени  сигналов управлени  каждым вибровозбудителем 4.

Использование многокоординатного вибростенда повышает точность воспроизведени  пространственных вибраций на платформе стенда, точность воспроизведени  эксплуатационных нагрузок и достоверность лабораторных испытанда, что позвол ет вы вить недостатки конструкции издели  и своевременно устранить их.

Claims (1)

1. Формула изобретени

   Многокоординатный вибростенд, содержащий-платформу, предназначенную дп  установки испытуемого издели , вибровозбудители, соединительные узлы, св зывающие вибровоз

   o

   57

   0

   5

   16

   удители с платформой, последовательно соединенные блок вибропреобразователей , св занный с платформой, вычислительный блок, аналого-цифровой преобразователь, цифровую управл ющую машину, цифроаналоговый преобразователь и блок формировани  управл ющих сигналов, выходы которого соединены с входами вибровозбудителей , и блок задани , отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности за счет повьш1е- ни  точности воспроизведени  пространственных вибраций, он снабжен последовательно соединенными вторым блоком задани , первый выход которого соединен с вторым входом вычислительного блока, вторым.вычислительным блоком, первый вход которого соединен с выходом первого блока задани , и вторым аналого-цифровым преобразователем , выход которого соединен с вторым входом, цифровой управл ющей машины.