Программы нагружения

ЗАДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО — элемент САР, с помощью к-рого устанавливается требуемое значение либо задается закон (программа) изменения регулируемой величины. В качестве 3. у. используют калибров, пружины, грузы, уровни, электрич. сопротивления, эталонные источники тока (напряжения) и др. Для задания закона (программы) изменения регулируемой величины в простейших САР применяют профилир. кулачки, шаблоны, фигурные реостаты; в более сложных — вычислительные устройства. Примером 3. у. может служить поплавок регулятора, установленный в карбюраторе автомоб. двигателя для регулирования подачи топлива.

в) с переменной частотой (с изменением периода цикла); г) программированный-блочный цикл; д) с воспроизведением эксплуатационного спектра с переменной во времени 00 с усечени-- ем низких аа или без их усечения; е) с включением одиночных перегрузок в гармонический цикл. Основные программы изменения амплитуд приведены на рис. 2.

Точное воспроизведение эксплуатационных нагрузок, хотя и желательно, но не является обдзательным [10]. Достаточно надежные результаты испытаний могут быть получены при реализации схематизированной (не статистического типа) программы изменения нагрузок, эквивалентных по степени вызываемого ими усталостного повреждения эксплуатационному режиму нагружения. Для удовлетворительного осреднения число блоков последовательного чередования различных амплитуд напряжений до разрушения образца должно быть не менее 15.

С декад счетчика циклов 11 могут быть сняты импульсы для управления длительностью ступеней программы изменения амплитуды колебаний, набираемой в программаторе 12. Сигнал постоянного тока с уровнями напряжения, изменяющимися в соответствии с программой, подается на схему 18 сравнения, на другой вход которой поступает сигнал с измерителя 15 амплитуды колебаний. Выходной сигнал схемы сравнения, пройдя цепь 17 коррекции, управляет коэффициентом передачи каскада 16.

Автоматический регулятор в общем случае включает в себя задающее устройство, осуществляющее ввод заданного значения или программы изменения регулируемого параметра, суммирующее устройство, вырабатывающее сигнал рассогласования, пропорциональный разности заданного и фактического значений регулируемого параметра, усилитель сигнала рассогласования, который также формирует требуемый закон регулирования, и исполнительный орган.

При имитации нестационарных вибраций с медленно изменяющимися характеристиками требуется отработка определенной программы изменения заданных спектральных характеристик во времени на отдельных участках локальной стационарности. Решение этих задач с помощью аналоговых методов существенно проще по

Программы изменения деформации и температуры во времени вводят с помощью двух приборов РУ5-01М, на бумажной ленте которых наносят черные линии, задающие характер и уровень изменения деформации и температуры.

которое также следует из гипотезы линейного суммирования повреждений и позволяет учесть влияние сложной программы изменения тепловых и механических воздействий на конструкционный материал.

Для изучения процессов повреждения материалов при аэродинамическом нагреве необходимо использовать систему программного изменения в потоке содержания свободного кислорода. К системам такого типа предъявляют ряд требований, важнейшими из которых являются: стабильность программы изменения расхода агрессивного компонента в процессе длительных испытаний; однородность распределения добавок по сечению испытательной камеры для создания идентичных условий испытаний образцов; минимальное влияние на режим термического нагружения для обеспечения сопоставимости результатов испытаний при наличии и отсутствии вводимых в поток добавок. Последнее требование не относится к системе обогащения кислородом. В комплексе газодинамических стендов она, как правило, выполняет две функции.

Современные стенды основаны на использовании информационно-измерительных и управляющих комплексов на базе мини- или ПЭВМ, которые накапливают, обрабатывают поступающую информацию и в реальном масштабе времени вырабатывают управляющие сигналы в зависимости от программы изменения температуры или напряжения в определенных точках детали. При достаточной мощности ЭВМ и наличии необходимых пакетов программ может быть получена конечная информация о связи долговечности материала или конкретной детали с уровнем действующих температур, напряжений и деформаций. В противном случае комплекс дает необходимую информацию для проведения расчетов на соответствующей вычислительной технике.

9.28. 9.29, 9.39. Поры и трещины при контактной точечной сварке сплава AlMgS, образовавшиеся вследствие неправильно выбранной программы изменения тока и давления.

Показано, что для сосудов, спроектированных с целью эксплуатации в сероводородсодержащих средах и прошедших штатные гидроиспытания, методы АЭД не позволяют выявить все виды дефектов, которые недопустимы в случае необходимости обеспечения продолжительной безопасной эксплуатации аппаратов. Выявляемость существенно зависит от вида дефектов, а также от наличия условий для возникновения трения их берегов. Она возрастает при использовании специальной программы нагружения, учитывающей "недогруженность" сосудов. Применение АЭД оправдано, если ее проводят совместно с дефектоскопией, позволяющей устанавливать размеры и ориентацию дефектов, а также с прочностными расчетами.

Рис. 9.24. Схема (а) испытательного стенда и (б) блок программы нагружения с разной плитудой перемещения одного из дисков I ступени КВД двигателя Д-30: / — испытываемый диск; 2 — промежуточное кольцо; 3 — станина; 4 — гидравлическое нафужающее устройство; 5,6 — крепежные элементы; 7 — датчик АЭ-контроля

В связи с тем, что сумма относительных долговечностей в зависимости от свойств материала и программы нагружения может колебаться от 0,5 до 5, т. е. гипотеза линейного суммирования повреждений не всегда подтверждается, рекомендуется пользоваться у\>№-

1 Количество повторений программы до 75 при изменении количества ступеней программы нагружения от 4 до 8 и емкости одной ступени от 1 до ilO6 циклов.

Программирование сил, деформаций и перемещений осуществляют с помощью генераторов функций (в том числе случайных) или других аналоговых устройств. Стандартный генератор функции обеспечивает нагружение при заданной асимметрии по синусоиде, треугольнику, трапеции, прямой линии, а также по некоторым их комбина-циям При использовании ЭЦВМ можно получить весьма сложные программы нагружения. Фирма MTS снабжает испытательные машины компьютерами РДР-8 или РДР-1'1 с различным объемом памяти и стандартными программами к ним, составленными в реальном масштабе времени.

Установки имеют достаточно широкие возможности воспроизводить различные независимые друг от друга программы нагружения и нагрева: произвольные типы программ нагрузок и температур; статические и циклические испытания в условиях постоянства скорости нагружения или деформирования; испытания по режиму изотермического и неизотермического малоциклового деформирования (мягкое, жесткое, а также их асимметричные циклы) и по режиму изотермической и неизотермической (в том числе и малоцикловой) ползучести и релаксации. Точность поддержания регулируемых параметров (нагружение, нагрев) ± 1 %

Рассмотрим, как составляются программы нагружения на основе схематизированных режимов изменения нагрузок. Программный режим наиболее просто задается для периодических процессов бигармонического и полигармонического составов путем подбора амплитуд, частот и фазовых углов гармонических составляющих. Оборудование и некоторые методические вопросы, связанные с проведением таких испытаний, ^рассмотрены в гл. VI. ч

Составление программы нагружения при моделировании процессов, описываемых однопараметрическими спектрами амплитуд напряжений, зависит от особенностей методического характера. В основе программирования режимов нагружения (в том числе вероятностного типа), описываемых спектрами однопара-метрических распределений, лежит предположение об эквива-

Приведем пример расчета программы нагружения элемента несущей системы трактора, спектр нагруженное™ которого описывается логарифмически нормальным законом с такими параметрами: среднее квадратическое отклонение логарифмов амплитуд напряжений slg = 0,15, среднее значение логарифмов амплитуд напряжений lgcra ==2,655. Предполагается, что условия работы объекта испытаний в течение всего ресурса эксплуатации не изменяются, т. е. характеристики спектра остаются неизменными. На рис. 20 в интегральной форме представлен спектр напряжений 1 и исходная кривая усталости 2 конструкции с пара-

При таких особенностях режимов нестационарной нагружен-ности, как стохастическая независимость компонентов, определяющее значение первых двух компонентов и достаточно высокое отношение частот составляющих, подсчет программы нагружения производится по зависимостям двухпараметрических распределений (11.31) — (11.35), в которых (Tat — амшштудй нагрузок высокочастотного компонента; amj — амплитуды нагрузок низкочастотного компонента; Пц—числа циклов нагружения высокой частоты с амплитудой оаг при /-м значении амплитуды низкой частоты; щ — число циклов низкочастотной нагрузки,

цов все уровни программы нагружения (номинальная программа) форсируются пропорционально отношению пределов выносливости образцов и деталей (кривая 5):