SU765696A1 - Установка дл механических испытаний материалов по заданной программе - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к испытатель ной технике, а именно к установкам дл  механических испытаний материалов по заданной программе.

Известна установка дл  иссле- 5 довани  ползучести материалов по заданной программе в реакторе, содержаща  т ги, у которых отношение их длины к площади поперечного сечени  соизмеримо с аналогичным отно- 10 шенйем дл  образца,.захваты дл  креплени  образца, расположенные на т гах , исполнительный привод, включающий редуктор и коробку скоростей, датчик усили , датчик положени  ис- 5 полнительного привода, блок управлени , св занные с ним блок обработки информации, выход которого сое1|инен с исполнительным приводом, коммутатор, блок вывода информации, 20 соединенный с датчиком усили  и датчиком положени  исполнительного привода, задатчик программы деформации , задатчик программы нагружени  с установкой задани , схемы срав-25 нени  деформаций и усилий, первые выходы которых св заны, соответственно , с датчиком положени  исполнительного привода и с датчиком усили , вторые входы - с одноименными задат- ЗО

чиками программ , а выходы через коммутатор - с блоком обработки инфор- / мации i .

Недостатком указанной установки  вл етс  низка  точность выполнени  заданной программы нагружени  или деформации образца при измен ющихс  внешних услови х испытаний, так как при недостаточной жесткости т г деформаци  образца меньше перемещени  исполнительного привода на величину силовой деформации тйг, из-за чего фактическа  скорость деформации образца может быть меньше заданной в несколько раз. При измен ющихс  внешних услови х испытаний деформации т г (например, температурные) несинхронны, из-за чего фактическа  скорость деформации образца может на несколько пор дков отличатьс  от заданной.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой  вл етс  установка дл  механичерких испытаний материалов по заданной npurpeiMMe, содержаща  т ги, захваты дл  креплени  образца, расположенные на т гах, датчики деформации и нагрузки, исполнительный привод, блок управлени , св занный с ним блок обработки инфорчиации , выход которого соединен с исполнительным приводом, коммутатор , включающий в себ  измерители сигналов.ошибки деформации и на .грузки, блок вывода информации, соединенный с датчиками деформации и нагрузки,задатчики программ деформации и нагрузки, задатчики программ деформации и нагрузки с установкой задани , элементы суммировани  деформаций и нагрузок,, первые входы которых св заны с одноименными задатчиками, программ, а вторые входы - с одноименными задатчиками программ с установкой задани , схемы сравнени  деформаций и нагрузок, первые входы которых св заны с одноименными датчиками, вторые входы - с одноименными элементами суммировани , а выходы - с одноименными измерител ми сигналов ошибок и, через коммутатор - с блоком обработки информации 2 .

Недостатком указанной установки  вл етс  невысока  точность выполнени  заданной программы испытаний при измен ющихс  внешних услови х. При испытании в реакторе фактическа  траектори  движени  захватов образца  вл етс  лишь ступенчатым приближением к заданной.

Цель изобретени  - повьошение точности испытаний при измен ющихс  внешних услови х.

Указанна  цель достигаетс  тем, что установка снабжена функциональными преобразовател ми входных сигналов , св занными с задатчиками программ, и св занными с блоком управлени  вторым коммутатором и дополнительным блоком обработки информации , вход которого св зан с первым коммутатором, а выход через второй коммутатор - с функциональными преобразовател ми входных сигналов .

На чертеже приведена схема установки .

Установка содержит силопередающие т ги 1 и 2, на которых расположены захваты 3 и 4 дл  креплени  испытываемого образца 5 материала, с которым св заны датчик б деформации образца и датчик 7 приложенной к образцу нагрузки,исполнительный п вод 8 дл  нагружени  или деформации образца 5,а также блок 9 управлени  обеспечивающий согласованную работу всех элементов установки,блок 10 обработки информации дл  управлени  иполнительным приводом 8, коммутатор 11, св занный с блоком 10 обработки информации 11, блок 12 вывода информации, соединенный с датчиками б, 7 и включающий в себ  измерители 13, 14 сигнгшов ошибки нагруки и деформации.

Установка содержит также задатчики 15, 16 программ нагрузки и деформации дл  ввода, запоминани  и вьщачи программ испытаний, а также эадатчики 17, 18 программ с установкой задани  нагрузки и деформации и элементы 19, 20 суммировани  нагрузок и деформации дл  корректировки программ. С элементами 19, 20 сум-/ мировани  с одной стороны, и с датчиками 6 и 7, с другой, св заны схемы 21, 22 сравнени  нагрузок и деформаций , выходы которых соединены с одноименными измерител ми 13, 14 сигналов ошибки и с коммутатором 11. Задатчики 15, 16 программ включают в себ  функциональные преобразователи 23, 24 входных сигналов, св занные через второй коммутатор 25 с выходом дополнительного блока 26 обработки информации, соединенного с выходом первого коммутатора 11. Функциональные преобразователи 23 и 24 и блок 26 обработки информации могут быть выполнены , например в виде интеграторов . Схема 21 сравнени  нагрузок, коммутатор 11, блок 10 обработки информации , исполнительный привод 8 и св занный с ним через т ги 1, 2 и образец 5 датчик 7 нагрузки образуют контур автоматического регулировани , нагрузки, управл емый сигналом задатчика 15 программы нагрузки. Схема 22 сравнени  деформаций, коммутатор 11, блок 10 обработки информации, исполнительный привод 8 и св занный с ним через т ги 1, 2 и образец 5 датчик 6 деформации образуют контур автоматического регулировани  деформации, управл емый сигналом задатчика 16 программы деформации.

Установка работает следующим образом .

Пусть, например, провод т длительные испытани  на раст жение с посто нной скоростью деформации в поле реакторного облучени , с периодическими остановками реактора без изменени  текущего {накопленного к моменту остановки) нагружени  образца . В установку, расположенную вне пределов реакторного облучени , помещают образец. Привод т в исходное состо ние измерительные и нагружающие системы установки, включают контур регулировани  нагрузки и помещают установку в канал реактора. Поддержива  нулевой уровень входного сигнала,контур регулировани  нагрузки обеспечивает перемещение исполни5 тельного привода 8,компенсирующее тепловую деформацию образца и т г. После выхода установки на режим испытаний корректируют до нул  сигнал ошибки деформации эадатчиком 18 до нулевых показаний измерител  14, включает

0 лвухконтурный режим деформации и запускают программу деформации. Измен ющийс  сигнал ошибки деформации после обработки блоками 26 и 23 воздействует на вход контура регулиро5 вани  нагрузки, нагружа  образец 5, что сопровождаетс  его деформацией, фиксируемой датчиком 6. Некоторое врем  спуст  устанавливаетс  и в дальнейшем поддерживаетс  средн   скорость деформации, соответствующа скорости, заданной программой. Заданна  скорость устанавливаетс  быс рее, если-в задатчик 15 программы нагрузки предварительно ввод т ожидаемую (ориентировочную) скорость изменени  нагрузки образца, полученную , например путем на основе ап риорных данных об испытуемом матери ле и параметрах заданной программы. На участке испытаний с малыми значе ни ми производной по управл емому параметру (например, когда производна  усили  по деформации станет меньше отношени  порога чувствитель ности датчика нагрузки к порогу чув вительности датчика деформации) пер ход т на режим с включенным контуром деформации, дл  чего корректируют сигнал ошибки деформации, отключают контур регулировани  нагруз ки и включают контур регулировани  деформации. На последующих участках испытаний, в зависимости от абсолют ной величины производной по управл  емому параметру, возможны дальнейшие переходы от одноконтурной схемы работы установки к двухконтурной и об ратно: -одноконтурные режимы - с включенным контуром регулировани  нагруз ки (схема 21 сравнени  через коммутатор 11 соединена с блоком 10) и с включенным контуром регулировани  деформации (схема 22 сравнени  через коммутатор 11 соединена с блоком 10 -двухконтурные режимы - двухконтурный режим нагружени  (задана npoi рамма нагружени , включен контур регулировани  деформации, схема 21 сра нени  нагрузок через коммутатор 11, блок 26 обработки информации и коммутатор 25 соединены с функциональным преобразователем 24 задатчика 16 программы, выдающего сигнал вспомогательной программы деформации) и двухконтурнЫй режим деформации (задана программа деформации, включен контур регулировани  нагрузки, схема 22 сравнени  деформаций через ком мутатор 11°, блок 26 обработки информации и коммутатор 25 соединены с функциональным преобразователем 23 задатчика 15 программы, выдающего сигнал вспомогательной программы нагружени ). Переключение режимов производитс  автоматически, с помощью блока 9 управлени  или вручную. Переход с режима на режим выполн етс  в зависимости от заданной программы испыта ний и поведени  образца 5 в ходе испытаний . Перед переходом от контура регулировани  нагрузки к контуру регулировани  деформации или обратно по измерител м 13 или 14 сигнала ошибки с помсндью соответствующего задатчика 17 или 18 программы с установкой задани  корректируют, например до нул  сигнал ошибки включаемого контура регулировани . Дл  начала испытаний в установку помещают образец 5, и при участии блока 9 управлени  привод т в исходиое состо ние элементы установки, например устанавливают в нулевые положени  задатчики 15-18 программ и датчики 6 и 7, ввод т заданную программу испытаний, после чего включают требуемый режим испытаний. При временных остановках реактора (или преднамеренных изменени х внешних условий испытаний) корректируют до нул  сигнал ошибки нагружени , приостанавливают заданную программу испытаний и включают контур регулировани  нагружени . Дл  продолжени  испытаний корректируют (при необходимости)соответствующий сигнал ошибки, включают одну из схем работы установки и запускают далее заданную программу испытаний. При испытани х металлов на ползучесть или длительную прочность на основных участках испытаний (при посто нстве заданной нагрузки) производна  деформации по нагрузке максимальна, поэтому установка работает по двухконтурной схеме нагружени . Таким образом, при механических испытани х материалов по заданной программе деформации (или нагрузки) на участках диаграммы нагрузкадеформаци  с наибольшими значени ми производной по деформации (нагрузке ) образец нагружаетс  (деформируетс ) по вспомогательной программе нагрузки (деформации), величина которой корректируетс  по результатам сравнени  текущего измеренного значени  деформации с заданной программой. Корректировка величины вспомогательной nporpa viMH может выполн тьс , например путем двукратного интегрировани  разности сравниваемых величин.. Установка обеспечивает большую достоверность и повтор емость результатов испытаний, так как существенно снижаютс  вли ни  измен ющихс  внешних условий испытаний, нарушающих требуемую траекторию захватов 3 и 4 образца 5, что повьйпает точность определени  характеристик испытуемого материала при одинаковом числе испытаний или снижает требуемое число испытаний при одинаковой точности оценки их результатов. Последнее особенно важно при проведении длительных дорогосто щихиспытаний, например в услови х реакторного обучени  .

Claims (2)

1.Труды НИКИМПа,-Исследование и проектирование испытательных машин,

0 весо- и силоизмерительных приборов. М. , 1974, вып. 3, с. 3-6.

2.Проспект фирмы Инстрон. Универсальные машины дл  статических

и динамических испытаний, сери  5 1250, 1973 прототип;.