SU1675716A2 - Устройство дл бесконтактного возбуждени авторезонансных колебаний самолетных конструкций - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к испытательной технике и может быть использовано дл  технической диагностики авиационных конструкций в процессе усталостных испытаний и эксплуатации, Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности контрол  за счет определени  типа повреждени . Указанна  цель достигаетс  посредством измерени  активной мощности силовозбу- дителей при неизменном уровне амплитуды колебаний нескольких резонансных тонов. Устройство имеет многоканальный контур возбуждени , включающий задающий генератор 1, фазоинвертор 3, блок 4 переключени , первый коммутатор 5, усилители 6 мощности, каждый из которых имеет два подканала, силовозбудители, состо щие из двух электромагнитов 10. Контур обратной св зи и наблюдени  выполнен многоканальным (по числу каналов возбуждени ). Управление возбуждением и измерением И Os VI СЛ V4 сЈ ю

Description

осуществл етс  коммутатором 23 режимов по командам микроЭЕ М 21. Поддержание посто нного уровн  амплитуды колебаний производитс  микроЭВМ 21 посредством подбора коэффициентов усилени  каналов возбуждени . Измерение и регистраци  активной мощности силовозбудителей производитс  в непрерывном режиме. Дефектность авиационных конструкций и тип повреждени  определ ютс  по изменению

первоначальной, определ емой до начала испытаний или эксплуатации активной мощности силовозбудителей за период колебаний при посто нном уровне амплитуды колебаний. Увеличение активной мощности свидетельствует о по влении повреждений, про вл ющихс  в увеличении диссипатив- ных свойств конструкции, уменьшение - о по влении повреждений, снижающих жесткость конструкции. 1 ил.

Изобретение относитс  к испытательной технике, может быть использовано дл  технической диагностики авиационных конструкций в процессе усталостных испытаний и эксплуатации и  вл етс  усовершенствованием устройства по авт.св. № 1598641.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет диагностики типа повреждени  конструкции.

На чертеже представлена структурна  схема устройства дл  бесконтактного возбуждени  авторезоиансных колебаний самолетных конструкций.

Устройство солоожит задающий генератора 1 гармонического сигнала с блоком 2 управлени  и фазоинвертором 3, блок 4 переключени , входы которого соединены с выходами генератора 1 гармонического сигнала и фазоинвертора 3, первый коммутатор 5, N каналов возбуждени , выполненных в виде усилител  6 мощности с двум  подканалами и элементом 7 управлени , ферромагнитного  кор  8, предназначенного дл  размещени  на конструкции 9, и двух Электромагнитов 10, расположенных симметрично относительно ферромагнитного «кор  8 и подключенных к выходам соответствующих подканалов усилителей 6 мощности , N каналов контрол , выполненных га виде последовательно соединенных вибропреобразовател  11, предназначенного дл  размещени  на конструкции, предварительного усилител  12 со схемой 13 управлени  и фазового детектора 14, второй вход которого соединен с соответствующим усилителем 6 мощности, блок 15 сравнени , управл ющие входы которого соединены с входами схем 13 управлени , N фазовращателей 16с  чейками 17 управлени , последовательно соединенные второй коммутатор 18, частотомер 19 и регистратор 20, последовательно соединенные управл ющую микроЭВМ 21 и аналого-цифровой преобразователь 22 (АЦП), первый вход которого соединен с выходом блока 15 сравнени , коммутатор 23 режима, вход которого

соединен с выходом АЦП 22, а соответствующие управл ющие выходы - с входами блока 2 управлени , блока 4 переключени  и элементов 7 управлени , семь ключей 24- 30, управл ющие входы которых соединены

с соответствующими выходами коммутатора 23 режимов, входы и выходы первого - соответственно с выходами блока 4 переключени  и входами первого коммутатора 5, второго - соответственно с выходами фазовых детекторов 14 и соответствующими вто- рыми входами АЦП 22, третьего - соответственно с выходами предварительных усилителей ,12 и входами блока 15 сравнени , четвертого - соответственно с

выходами предварительных усилителей 12 и входами фазовращателей 16, п того - соответственно с выходами фазовращателей 16 и входами первого коммутатора, шестого - соответственно с выходами фазовых детекторов 14 и входами  чеек 17 управлени , и седьмого - соответственно с выходами четвертого ключа 27 и входами второго коммутатора 18, измерители 31 силы тока и измерители 32 напр жени , включенные в электрические цепи электромагнитов 10 каналов возбуждени , последовательно соединенные блок 33 выделени  мощности, измеритель 34 и регист- ратор 35 активной мощности, и N

двухканальных ключей 36, соедин ющих измерители 31 тока и измерители 32 напр жени  с входами блока 33 выделени  мощности .

Управл ющие входы двухканальных

0 ключей 36 соединены с дополнительными выходами коммутатора 23 режимов, а выходы предварительных уилителей 12 - с дополнительными входами АЦП 22.

При проведении усталостных испытаний авиационных конструкций устройство работает следующим образом.

Первоначально выбираетс  структура контура силовозбуждени , обеспечивающа  энергетический максимум дл  каждой из возбуждаемых резонансных частот. По команде управл ющей микроЭВМ 21 коммутатор 23 режимов включает в работу блок 2 управлени , измен ющий частоту генератора 1, и подает управл ющие сигналы на входы блока А переключени  и первого коммутатора 5, формирующих в зависимости от номера возбуждаемого резонансного тона структуру контура силовозбуждени  путем включени  соответствующих каналов возбуждени  и установлени  между ними необходимого сдвига фаз (0 или si). При этом сигналы от генератора 1 поступают через усилитель б мощности на электромагниты 10 силовозбудителей каждого из подключенных каналов. Каждый из подканалов усилител  6 мощности с подключенным к нему электромагнитом 10 работает в течение полупериода колебаний в зависимости от пол рности входного сигнала. Под действием магнитного пол  ферромагнитный  корь 8 прит гиваетс  поочередно к одному из электромагнитов 10 силовозбудител . Конструкци  9 выходит на режим вынужденных колебаний, Снимаемые с закрепленных на конструкции 9 вибропреобразователей 11 сигналы подаютс  на усилители 12 и далее на первые входы фазовых детекторов 14, вторые входы которых св заны с выходом усилител  6 мощности одноименного канала . Сигнал с выхода фазового детектора 14, пропорциональный по величине разности Фаз поступающих на его входы сигналов, подаетс  через аналого-цифровой и цифро- аналоговый преобразователь 22 на микро- ЭВМ 21. Выделение резонансного режима осуществл етс  микроЭВМ 21 по выбранному обобщенному критерию фазового резонанса путем сканировани  частоты и подбора амплитуд вынуждающих сил, дл  чего по командам микроЭВМ 21 коммутатор 23 режимов поочередно включает управл ющие элементы 2 и 7 соответственно генератора 1 и усилител  6 мощности. Далее блоком 15 сравнени , в котором сигналы вибропреобразователей 11 сравниваютс  с пороговым значением входного сигнала, обеспечивающим срабатывание усилител  б мощности, и схемой 13 управлени  уставливаютс  коэффициенты усилени  усилителей 12. обеспечивающие устойчивый режим автоколебаний . По команде микроЭВМ 21 коммутатор 23 замыкает цепи положительной

обратной св зи и измерени  частоты резонансных колебаний (ключи 24, 26 размыкаютс , а ключи 27, 28, 29, 30 замыкаютс ). Колебательна  система переходит на авто- 5 резонансный режим работы, Фазовращател ми 16 устанавливаетс  необходимое фазовое соотношение. Измерение и регистраци  частоты резонансных колебаний осу- ществл етс  частотомером 19 и

0 регистратором 20, сигнал на которые поступает от вибропреобразователей 11 через второй коммутатор 18.

Выбор уровн  возбуждени  производитс  управл ющей программой микроЭВМ

5 21 путем пропорционального изменени 

коэффициентов усилени  усилетелей б мощ ности. В процессе испытаний микроЭВМ

21 обеспечивает поддержание посто нной

амплитуды колебаний конструкции 9, дл 

0 чего усиленные силителем 12 сигналы вибропреобразователей 11 сравниваютс  в микроЭВМ 21 с программным значением. При по влении рассогласовани  по команде микроЭВМ 21 коммутатор 23 режимов

5 включает регулирующие элементы усилетелей 6 мощности, которые измен ют коэффициенты усилени  каналов возбуждени  до значений, обеспечивающих неизменный уровень амплитуды колебаний в точках на0 блюдени . Измерител ми 31 силы тока и измерител ми 32 напр жений соответствующих каналов возбуждени  снимаютс  соответствующие сигналы с электрической цепи электромагнитов 10 и подаютс  на

5 блок 33 выделени  активной мощности, с которого выработанный сигнал выводитс  на измеритель 34 активной мощности электромагнита 10 (за период колебаний) и далее на регистратор 35 активной мощности.

0 Последние функционируют в непрерывном режиме, начина  с выхода системы на режим авторезонансных колебаний. При программном изменении уровн  возбуждени  в процессе усталостных испытаний коммута5 тор 23 режимов по команде микооЭВМ 21 размыкает двухканальные ключи 36 на врем , равное времени переходного процесса. По вление в процессе усталостных испытаний конструкции повреждений, про вл ю0 щихс  и изменении ее жесткостных параметров, определ етс  по уменьшению активной мощности электромагнитов 10, определ емой до начала испытаний, а повреждений , про вл ющихс  в увеличении

е диссипзтивных сил - по увеличению активной мощности при неизменной амплитуде колебаний. Повреждени  типа изменени  локальной жесткости могут определ тьс  также по изменению частот авторезонансных колебсний конструкции.

Работа устройства при его использовании дл  периодической технической диагностики авиационных конструкций в процессе эксплуатации отличаетс  тем, что отпадает необходимость проведени  обзора вынужденных колебаний дл  определени  резонансных частот.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  бесконтактного возбуждени  авторезонансных колебаний самолетных конструкций по авт.св. № 1598641, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет диагностики типа повреждени  конструкции, оно снабжено цеп ми

   4 поддержани  посто нной амплитуды колебаний каждого канала возбуждени , выпол- ненными в виде аналого-цифрового преобразовател , соедин ющего выход

   предварительного усилител  каждого канала с микроЭВМ, измерител ми силы тока и измерител ми напр жени , св занными с электрическими цеп ми электромагнитов каналов возбуждени  N, двухканальными ключами , блоком выделени  активной мощности, входы которого через двухка- нальные ключи соединены с измерител ми силы тока и измерител ми напр жени , и последовательно соединенными измерителем , вход которого соединен с выходом блока выделени  активной мощности, и регистратором активной мощности.