4. Машины с гидравлическими преобразователями

Для исследования усталости материалов и элементов конструкций при низких и средних частотах нагружения, практически не превы­ шающих 100 Гц, широкое применение находят гидравлические ма-. шины. Они позволяют проводить испытания в условиях жесткого и мягкого регулярного и программированного блочного нагружения, обеспечивают большие перемещения активного захвата при высоких скоростях деформирования и нагружения. С использованием гидрав­ лических машин достигается чрезвычайно широкий диапазон реали­ зуемых нагрузок (от десятков ныотон до ста меганыотон) и могут формироваться циклы нагружения практически любой формы и асимметрии при растяжении — сжатии, кручении и изгибе. Такие широкие возможности гидравлических машин объясняют то боль­ шое внимание, которое в последнее время уделяется их разработке, совершенствованию и использованию для испытаний на усталость.

Принципы построения гидравлических систем для статических испытаний и испытаний при циклическом нагружении с частотами более 1 Гц существенно отличаются. Это отличие объясняется необ­ ходимостью введения в силовую цепь усталостных гидромашин воз­ будителя циклических нагрузок, способного обеспечивать в течение длительного времени точное воспроизведение циклов нагрузки или перемещения требуемой формы. Поэтому если в цепи силовозбуждеиия гидравлических машин однократного действия обязательны толь­ ко три основных звена — электромеханогидравлическое (электро­ привод с насосной установкой), гидравлическое (трубопровод с гидроарматурой) и гидромеханическое (гидродвигатель или гидроци­ линдр с поршнем), то в гидравлических системах для возбуждения циклических нагрузок долито быть еще одно звено, предназначен­ ное для реверсирования потока жидкости, подаваемой в гидроме­ ханический преобразователь. Основным элементом этого звена яв­ ляется переменный преобразователь (реверсор).

Системы возбуждения циклических нагрузок различаются по месту расположения переменного преобразователя в гидравлической цепи, по степени обратимости энергии (диссипативные и рекупера­ тивные системы), а также по замкнутости гидравлического объема и числу потоков. В зависимости от предельных усилий и частот цик­ лического нагружения, которые необходимо реализовать в процессе испытаний, в системах силовозбуждения гидравлических машин применяются различные способы гидровозбуждения переменных потоков жидкости и различные способы управления этими потоками, с чем связано большое разнообразие в типах переменных преобра­ зователей, используемых в испытательной технике. Поэтому прежде чем перейти к рассмотрению наиболее часто используемых в гидрав­ лических машинах или наиболее перспективных систем силонагружения, ознакомимся с принципами построения этих систем и с клас­ сификацией переменных преобразователей, не останавливаясь на тех особенностях функционирования гидросистем, которые являют­ ся общими при однократном и циклическом нагружении и которые

достаточно подробно рассмотрены для машин с гидравлическими преобразователями, применяемыми для статических испытаний на кратковременную прочность.

Отличительная особенность гидравлических преобразователей по сравнению с другими типами преобразователей заключается в том, что преобразование и транспортировка энергии в гидравличе­ ской системе от питающей электросети до объекта исследования про­ исходит по наиболее длинной цепочке, в которой неизбежны значи­ тельные потери. Поэтому гидравлические машины являются наибо­ лее энергоемкими из используемых для механических испытаний машин, и энергетические затраты на проведение длительных испы­ таний при циклическом нагружении весьма существенны.

По принципу использования энергии для возбуждения гидравли­ ческие системы делят на диссипативные и рекуперативные. При ма­ лой мощности и низких частотах нагружения преимущественное при­ менение находят диссипативные системы, в которых происходит рас­ сеивание энергии в гидравлическом тракте, приводящее к нагреву рабочей жидкости и требующее применения в машинах охлаждаю­ щих устройств. Рекуперативные системы характеризуются способ­ ностью частично возвращать и накапливать (рекуперировать) рас­ ходуемую в процессе циклического нагружения энергию, что позво­ ляет с большей пользой использовать мощность привода, снизить нагрев рабочей жидкости л существенно повысить коэффициент по­ лезного действия гидравлической машины. Роль рекуператора в гид­ ропульсаторах выполняет маховик,-жестко связанный с валом воз­ будителя колебаний .и накапливающий кинетическую энергию за счет изменения скорости его вращения при переходных процессах. Необходимо отметить, что рекуперативное гидровозбуждение может быть эффективно реализовано только при частотах нагружения, ха­ рактерных для области многоцикловой усталости (от 3— 5 Гц и вы­ ше). В области более низких частот, при которых проводятся испы­ тания на малоцикловую усталость, рекуперативность при возбуж­ дении не оправдывается и используются диссипативные устройства.

Очевидно, что способы формирования переменных потоков жид­ кости, их количество, принципы управления этими потоками, кон­ структивное оформление и принцип действия силовой и управляю­ щей гидроаппаратуры в системах с рекуперативным и диссипатив­ ным способами гидровозбуждения должны весьма существенно отличаться. Это отличие будет наглядно проиллюстрировано при ознакомлении со схемами гидравлических машин, базирующихся на использовании различных типов переменных преобразователей (ре­ версоров).

В общем случае переменные преобразователи служат для изме­ нения давления и направления одного или нескольких первичных потоков, формируемых в механогидравлических преобразователях, с целью возбуждения переменного потока с заданными параметрами, который направляется в гидромеханический преобразователь для циклического нагружения объекта исследования [18].

Переменные преобразователи используются для реверсирования

направления движения потока; коммутаций и распределения потока между каналами; преобразования (трансформирования) потока по расходу и давлению.

Для реверсирования потока применяют золотниковые, срабаты­ вающие по кинематической команде, или клапанные, срабатываю­ щие по силовой команде, исполнительные механизмы. Реверсивные устройства используют в низкочастотных диссипативных возбуди­ телях. Реверсирование потока осуществляется также в электрогидравлических дроссельных усилителях. Для коммутации потоков используют золотниковые распределители.

Трансформирование переменного потока по расходу и давлению выполняется с помощью объемных и инерционных трансформаторов. Первые конструктивно представляют собой сдвоенные гидроцилинд­ ры поступательного движения с различной площадью поперечного сечения рабочей полости. Они используются в качестве усилителей (мультипликаторов) для повышения рабочего давления в гидравли­ ческом тракте или в качестве редукторов, обеспечивающих увеличе­ ние расхода жидкости при понижении давления.

Инерционные трансформаторы выполняются в виде цилиндри­ ческих пустотелых роторов со спиральными каналами круглого по­ перечного сечения. Степень изменения расхода и давления потока после его прохождения по этим каналам зависит от длины каналов и площади их поперечного сечения.

Трансформаторы обоих рассмотренных типов используются для согласования параметров источников и потребителей переменного потока.

Переменные преобразователи и источники переменных потоков в зависимости от их назначения могут быть конструктивно выполнены в виде гидравлических систем и устройств, которые подразделяют на такие подгруппы [18]: низкочастотные диссипативные возбудители; низкочастотные рекуперативные возбудители; объемные (плунжер­ ные) гидропульсаторы; роторные гидропульсаторы; дроссельные электрогидравлические усилители; иперциопиые пульсаторы; гид­ родинамические возбудители.

Низкочастотные диссипативные возбудители. Эти возбудители используются для создания циклических нагрузок в гидравличес­ ких машинах с силовозбуждением прямого действия, предназначен­ ных для статических испытаний на кратковременную прочность (см. рис. 19, а). Они позволяют реализовать с использованием машин для статических испытаний мягкий режим нагружения при частоте пульсаций не более 3 Гц. В общем случае с использованием низко­ частотных диссипативных возбудителей можно получать треуголь­ ные циклы нагружения с фиксированной верхней и нижней граница­ ми цикла и неконтролируемым изменением нагрузки между этими границами, характер которого зависит от свойств гидравлической системы в целом. Скорость нагружения в таких системах в пределах каждого цикла задается с помощью регуляторов подачи или регуля­ торов скорости гидравлических машин при предварительной иастройке, а сигнал на реверс потока отрабатывается низкочастотным

возбудителем при достижении нагрузкой экстремального значения, на которое настроено командное устройство возбудителя [36].

Возбудители рассматриваемого типа обеспечивают позиционное регулирование цикла нагрузки за счет реверсирования поступающе­ го в грузовой цилиндр потока масла с помощью золотниковых или клапанных исполнительных механизмов, перекрывающих сброс мас­ ла из системы на полуцикле нагружения и открывающих его при раз­ грузке образца.

Управление золотниковыми и клапанными механизмами, регу­ лирующими сброс масла из грузового цилиндра, осуществляется гидравлическими или электрическими командными устройствами, причем первые применяются в частотном интервале 0,1— 3 Гц, а вторые — при более низких

частотах нагружения.

ные низкочастотные возбудители, которые в комплекте с машинами типа У ММ, предназначенными для статических испытаний, позво­ ляют проводить испытания при знакопостоянном пульсирующем иагруялении с частотой 5— 60 цикл/мин [39, 46].

Обычно низкочастотные диссипативные возбудители применяют для реверсирования потоков мощностью до 10 кВт,'иногда до 50 кВт.

Низкочастотпые рекуперативные возбудители. Возбудители этого типа такясе используются при испытаниях с низкими частотами на­ гружения, не превышающими 3 Гц [18]. Однако в отличие от низко­ частотных диссипативных возбудителей они позволяют осуществлять

конструкций, требующих возбуждения больших предельных усилий. Также в отличие от диссипативных возбудителей, которые в основ­ ном используются в однопоточных гидравлических системах, пред­ назначенных для питания односторонних гидроцилиндров, компо­ нуемых обычно с системой замыкания, показанной на рис. 17, а, ре­ куперативные возбудители пригодны как для однопоточных, так а для двухпоточпых систем. Последние предназначены для питания гидроцилиндров двойного действия, компонуемых с однозонными системами замыкания гидравлических машин, показанными па рис. 17, б, в, г. Поэтому рекуперативные низкочастотные возбудите­ ли позволяют проводить испытания при знакопостоянном и знако­

переменном нагружении объектов исследования. Простейшая схема возбудителя для однопоточной гидравлической системы знакопостоян­ ного циклического нагружения приведена на рис. 40 [18]. Наиболее просто рекуперативное возбуждение осуществляется агрегатом, представляющим собой блок из насоса 4, гидродвигателя 3, махови­ ка 2 и электродвигателя 1, жестко связанных общей осью вращения. В гидроцилиндр 61плунжер которого соединен с испытуемым образ­ цом 7, масло в полуцикле нагружения подается под высоким давле­ нием от насоса 4 через переключатель режима работы 5. После дос­ тижения нагрузкой максимального значения полость цилиндра с помощью переключателя соединяется с гидродвигателем, а маги­ страль высокого давления насоса — со сбросом и образец начинает разгружаться. При этом потенциальная энергия, запасенная в систе­ ме образец — машина, раскручивает маховик через гидродвигатель. После достижения нагрузкой минимального значения переключа­ тель опять подключает магистраль высокого давления насоса к гру­ зовому цилиндру, а входную магистраль гидродвигателя соединяет с баком. Приобретенная маховиком в полуцикле разгрузки кинети­ ческая энергия используется для очередного нагружения образца, при этом расходуемая приводным электродвигателем мощность су­ щественно уменьшается.

В современных рекуперативных возбудителях циклических на­ грузок мощность электродвигателя составляет до 0,2—0,3 максималь­ но развиваемой возбудителем мощности в рабочем режиме. Наиболь­ шая степень циклической рекуперации энергии достигается при мак­ симальных скоростях деформирования, соответствующих наиболь­ шим частотам реализуемого рекуперативными возбудителями частотного диапазона. Поэтому при малых мощностях и очень низких

нагружении. Однако в этом случае при гидравлическом реверсе, осу­ ществляемом в рассматриваемых рекуперативных системах при боль­ шом расходе масла, возникают значительные гидродинамические помехи, которые спижают энергетическую эффективность рекуперативности. Поэтому для возбуждения знакопеременных нагрузок используются более совершенные одноагрегатиые низкочастотные возбудители, основанные на использовании обратимых гидроагрега­ тов насос — гидродвигатель, которые позволяют улучшить энерге­ тические показатели системы. Периодическим переводом агрегата из насосного режима работы в двигательный с помощью его управля­ ющей системы исключается необходимость в реверсе, распределении и регулировании основного потока, благодаря чему удается исклю­ чить дросселирование и большие потери. Частотные возможности таких агрегатов определяются быстродействием их управляющих систем.и обычно находятся в пределах 2—3 Гц [18].

грузок (от нескольких килоныотон до сотен мегапыотон) при значи­ тельных перемещениях (до 600 мм) с реализацией симметричных и асимметричных циклов гармонического нагружения [17, 18, 20, 361. Основное распространение плунжерные гидропульсаторы получили в машинах для испытаний при циклическом растяжении — сжатии. Схема системы силовозбуждения таких машин показана на рис. 41. Это схема двусторонней гидропулъсационной установки с одноли­ нейным гидропульсационным питанием, в которой для создания зна­ копеременных режимов нагружения применяются два нагружающих цилиндра. Рабочий гидроцилиндр 8 запитывается от основной гидрав­ лической сети, а цилиндр противодавления 10, поршень которого жестко связан с помощью рамы 19 с подвижным захватом образца,— от аккумулятора 9. В образце 11 возникает результирующее усилие, значение и знак которого в каждый момент времени зависят от раз­ ности нагрузок, возбуждаемых обоими цилиндрами. Статическая ком­ понента нагрузки определяется в таких системах мощностью и про­

ра 13. Масло из резервуара 17 при постоянном давлении через фильтр 14 и обратный клапан 12 подается в гидроцилиндр.

Объемный гидропульсатор выполняет функцию динамического возбудителя, обеспечивая возбуждение требуемых циклических паггрузок. Таким образом, в машинах с плунжерным гидропульсатором можно осуществлять независимое изменение средних напряжений цикла и амплитуды, получая циклы нагружения с практически лю­ бым значением коэффициента асимметрии. Рассмотрим принцип дей­ ствия объемного (плунжерного) гидропульсатора. Кинематически гидропульсатор представляет собой кривошипно-шатунный меха­ низм, состоящий из кривошипа 1, шатуна 2, коромысла 3 и подвиж­ ной опоры 4 и сообщающий возвратно-поступательное движение плунжеру 5, при перемещении которого в гидравлической системе возникает пульсация давления рабочей жидкости. Амплитуда изме­ нения давления, а следовательно, и амплитуда действующей на обра­ зец циклической нагрузки зависят от хода плунжера, значение кото­ рого может изменяться благодаря подвижности опоры в режиме настройки системы. При перемещении подвижной опоры в горизон­ тальной плоскости плечо коромысла, на котором осуществляется подъем плунжера, изменяется, вызывая изменение хода плунжера; упругий элемент 7, размещенный в цилиндре гидропульсатора 6, служит для надежного контакта между опорой плунжера и коромыс­ лом в процессе испытаний (за период эксплуатации гидравлических машин с плунжерными гидропульсаторамп, насчитывающий уже бо­ лее 50 лет, разработано большое количество различных по конструк­ тивному оформлению типов гидропульсаторов; их структурные схе­ мы близки к традиционной рассмотренной). Минимальное и макси­ мальное давления в машинах с такими пульсаторами измеряются двумя манометрами 18, которые поочередно автоматически подключа­ ются к гидравлической системе в момент прохождения плунжера через мертвые точки.

Необходимо отметить, что гидропульсационные системы возбуж­ дения циклических нагрузок являются системами рекуперациоиного типа. Роль рекуператора в пульсаторах выполняет маховик, связан­ ный с кривошипом и приводимый во вращение от одного и того же электродвигателя (на рис. 41 не показан). Накопление кинетической энергии маховиком происходит за счет изменения скорости его вра­ щения в период запуска системы в работу, а также в процессе испы­ таний на переходных участках. Использование рекуперативного принципа возбуждения циклических нагрузок в плунжерных гидро­ пульсаторах позволяет, во-первых, снизить мощность привода и, во-вторых, обеспечить равномерность вращения кривошипа в пределах цикла и воспроизводить неискаженный синусоидальный цикл нагру­ жения. Недостаточная маховая масса или невысокая частота возбуж­ дения приводит к значительной неравномерности вращения и к на­ рушению гармонического процесса изменения нагрузки во времени. Поэтому нижняя частота, которую можно, получить с помощью плун­ жерных пульсаторов, не бывает менее 2 Гц. При этом для исключе­ ния искажепий в характере цикла на такой низкой частоте устанав­ ливают массивные маховики со значительно большей инерцией, чем это необходимо для полной рекуперации энергии. Использование принципа рекуперирования позволяет применять для привода пуль­ сатора электродвигатели, мощность которых обеспечивает только восстановление необратимых потерь энергии и составляет около 20 % номинальной мощности возбуждения [36]. Это накладывает опреде­ ленные ограничения на порядок вывода пульсатора на рабочий ре­ жим. Его пуск производится без циклической нагрузки при дей­ ствии в гидравлической системе только статического давления. Вся мощность в этот период затрачивается на разгон маховика. После набора маховиком необходимого количества оборотов начинается вывод на рабочий уровень амплитуды циклической нагрузки, про­ должительность которого может, составлять до десятка мипут. Сле­ довательно, установившемуся процессу испытаний предшествует период иастройки длительностью в несколько тысяч циклов нагру­ жения, что накладывает существенные ограничения на использова­ ние гидравлических машин с плунжерными гидропульсаторами при испытаниях на базах до ста тысяч циклов.

Гидравлическая система с плунжерными гидропульсаторами яв­ ляется однопоточной и первоначально предназначалась для однохо­ довых машин с цилиндрами одностороннего действия, схема силового замыкания которых приведена на рис. 17, а, для проведения испы­ таний при знакопостоянном циклическом нагружении. Для создания знакопеременных режимов при использовании таких одноходовых цилиндров в схему силонагружения необходимо было ввести узел предварительного нагружения образца, который на начальном этапе применения плунжерных пульсаторов представлял собой пружин­ ный механизм. С увеличением мощности гидропульсационных машин двустороннего действия вместо пружин начали применять масляные рессоры.

Дальнейшее совершенствование конструкции гидравлических ма­

шин для знакопеременного нагружения пошло по пути использова­ ния блоков двусторонних цилиндров, которым соответствуют схемы силового замыкания, показанные на рис. 17, б а в. В СССР известны машины такого типа серии МУГП и МУП с верхним (см. рис. 17, б) и МП с нижним (см. рис. 17, в) расположением цилиндров. В них при­ меняются чисто гидравлические, неразделенные и разделенные гидро­ пневматические аккумуляторы.

Таким образом, однопоточные гидропульсаторы, присоединенные к одноходовому грузовому цилиндру, способны возбуждать в образ­ це нагрузку только одного знака; для создания знакопеременных нагрузок гидропульсационные машины в этом случае необходимо комплектовать податливыми системами с противодавлением, основ­ ными элементами которых являются реверсивный гидроцилиндр и емкий аккумулятор.

Расширение возможностей плунжерных гидропульсаторов свя­ зано с разработкой конструкций, которые обеспечивают питание не только одпопоточных, но и двухпоточных симметричных гидравли­ ческих систем. При использовании двухпоточных плунжерных пуль­ саторов отпадает необходимость в системах противодавления с ак­ кумуляторами, так как в этом случае в качестве гидромеханических преобразователей для возбуждения знакопеременных нагрузок при­ меняются симметричные гидроцилиндры с двусторонним штоком, комплектуемые с приведенной на рис. 17, г системой силового замы­ кания, которая в настоящее время является наиболее прогрессивной и реализуется в современных испытательных машинах, выполняемых на основе агрегатных комплексов.

Разработанные в нашей стране гидропульсаторы в двухпоточном

общим эксцентриковым валом, который снабжен двумя соосными эксцентриками с изменяемым взаимным положением [18]. Управле­ ние амплитудой возбуждаемых переменных потоков в таких пульса­ торах осуществляется благодаря изменению амплитуды перемеще­ ния связанных с эксцентриками плунжеров. Применение гидропуль­ саторов с двумя цилиндрами позволяет динамически уравновесить систему привода и несколько увеличить частоту нагружения. В со­ временных моделях плунжерных гидропульсаторов их привод выпол­ няется бесступенчато-регулируемым (в области невысоких частот) и обеспечивается автоматизированный вывод амплитуды нагрузки до максимального значения с возвратом в нулевое положение после остановки пульсатора.

В заключение отметим, что верхняя частотная граница плунжер­ ных гидропульсаторов ограничивается мощностью привода, динами­ ческой устойчивостью конструктивных узлов пульсатора и допус­ тимым циклическим объемом масла в гидросибтеме. С увеличением нагрузок и перемещений предельная реализуемая частота может су­ щественно уменьшиться. Циклический объем в 800—1000 см3/цикл является практически предельным для плунжерных пульсаторов, но уже на этом уровне верхняя частотная граница снижается до 8—

лических преобразователей роторные гидропульсаторы обеспечива­ ют независимость амплитуды циклических нагрузок от частоты на­ гружения практически во всем рабочем частотном диапазоне (0,1— 60 Гц). Так же, как и плунжерные пульсаторы, они позволяют про­ водить испытания в режиме регулярного мягкого нагружения при больших (до нескольких меганыотон) усилиях и перемещениях (до 300 мм), но с их использованием, кроме того, можно реализовать близкое к жесткому нагружение, программированное блочное и бигармоническое. Работа основанных на применении роторных гидро­ пульсаторов систем силонагружения характеризуется высокой ус­ тойчивостью и в процессе их функционирования обеспечивается ста­

Роторные гидропульсаторы по принципу действия являются ком­ мутационными возбудителями двухлинейных переменных потоков Г17, 18, 36]. В настоящее время известно большое количество их мо­ дификаций, отличающихся по конструктивному оформлению (ра­ диально-роторные, аксиально-роторные, обращенные и т. п.), числу выходных каналов (двухпоточные и многопоточные), кратности фор­ мирования и дробления потока (однократные и многократные), числу каскадов коммутации (однокаскадные и многокаскадные).

Рассмотрим схему системы силовозбуждения, базирующейся на применении в качестве возбудителя одного из наиболее распростра­ ненных радиально-роторного двухпоточного гидропульсатора (рис. 42). Знакопеременная нагрузка к образцу 1 передается от што­ ка 2 симметричного гидроцилиндра 3, переменное давление в котором возбуждается гидропульсатором, состоящим из неподвижного ста­ тора 4, вращающегося ротора с блоком цилиндров 6 и вращающегося распределительного золотника 8. Ротор размещен относительно ста­ тора с некоторым эксцентриситетом г, поэтому при его вращении плунжеры 5 перемещаются в своих цилиндрах, скользя по внутрен­ ней поверхности статора, и в зависимости от положения перемычки 7 золотника нагнетают масло в какую-либо рабочую полость грузо­ вого гидроцилиндра. Вращение ротора осуществляется асинхрон­ ным электродвигателем, а вращение золотника — электродвигате-

лем постоянного тока, частота вращения которого может плавно ре­ гулироваться с помощью блока тиристоров (на рисунке не показан). На валу ротора установлен маховик, обеспечивающий рекуперацию энергии на переходных режимах. Привод ротора осуществляет толь­ ко основные энергетические функции по преобразованию энергии питания в энергию движения сжатой жидкости, а функции задатчи­ ка частоты исполняются приводом вращения золотника, потребля­ ющего очень мало энергии, которая расходуется лишь на преодоле­ ние трения в подвижных соединениях.

Принцип действия гидропульсатора основан на таком способе регулирования, при котором поворотом распределительного золот­ ника можно плавно изменять производительность от наибольшего значения при расположении перемычки по линии центров ротора и статора до практически нулевого при перпендикулярном располо­ жении перемычки к этой линии. Дальнейший поворот перемычки приводит к увеличению производительности, но уже с реверсиро­ ванным (обратимым по направлению) потоком. В промежуточном положении золотника расход зависит от угла между перемычкой и линией центров. Независимое от направления вращение золотника с заданной угловой скоростью приводит к возникновению гармони­ чески изменяющегося с той же скоростью пульсирующего потока в обеих его полостях, которые соединены трубопроводом с рабочими полостями грузового гидроцилиндра [361. При этом переменный по­ ток, возбуждаемый пульсатором по основной гармонике, характе­ ризуется расходом

Следовательно, возбуждаемый переменный поток зависит от кон­ структивных характеристик пульсатора (эксцентриситета, количест­ ва плунжеров в роторе и площади их цилиндров) и от частот враще­ ния, развиваемых приводом ротора и эолотника. Из соотноше­ ния (V.3) также следует, что привод ротора оказывает влияние на амплитудное значение потока, а привод задатчика частоты — золот­ никового распределителя такого влияния не оказывает. При этом частота вращения распределителя полностью определяет частоту возбуждения переменного потока пульсатора, которая не зависит от угловой скорости ротора.

Таким образом, реализованный в гидропульсаторах способ фор­ мирования двухлинейных переменных потоков, которые использу­ ются для питания симметричных гидромеханических преобразова­ телей усталостных машин, позволяет в сравнительно широком диапазоне частот нагружения обеспечить независимость амплитуды возбуждаемых в объектах исследования усилий от частоты их циклирования.

Роторный гидропульсатор в представленном на рис. 42 варианте является жестким возбудителем с малым объемом жидкости, цир-

кулйрующей в гидравлической цепи по замкнутому контуру с вы­ сокой скоростью. .Поэтому, если податливость системы силового за­ мыкания машины мала (см. рис. 17, г), в процессе испытаний на уста­ лость будет реализоваться близкий к жестокому режим нагружения, при котором обеспечивается постоянство амплитуды перемещений или деформации. Степень его приближения к идеально жесткому режиму нагружения будет увеличиваться с уменьшением емкости системы и повышением производительности пульсатора до такого уровня, при котором приходящийся на гидроцилиндр расход станет равным возбужденному.

Для получения мягкого режима нагружения жесткость системы возбуждения необходимо уменьшить за счет увеличения ее емкости во внешней по отношению к пульсатору сети, что может быть достиг­ нуто присоединением к гидросистеме аккумуляторов, параллельно­ го цилиндра с гидравлическим сопротивлением или установлением между ветвями системы байпаса. И все же эти конструктивные из­ менения не позволяют до проведения испытаний точно определять, какой режим нагружения будет осуществлен (в этом случае' режим нагружения может зависеть от многих факторов и прежде всего от характера деформирования образца). В этом основной недостаток роторных гидропульсаторов, который особенно четко проявляется при упругопластическом деформировании на малых базах испыта­ ний циклически нестабильных металлов и сплавов.

Положительным свойством роторных гидропульсаторов по сравне­ нию с плунжерными является их высокая мобильность при пере­ ключении с холостого хода на режим максимальной производитель­ ности, длительность которого составляет от нескольких миллисе­ кунд до нескольких секунд в зависимости от используемого типа вентиля или пускового клапана. Поэтому роторные пульсаторы не требуют большого времени для выхода на режим испытаний в началь­ ный период нагружения образца и они весьма эффективно могут использоваться в отличие от плунжерных пульсаторов при проведении испытаний на усталость в области малых долговечностей.

Независимость частоты нагружения от амплитуды, малая дли-' тельность переходных процессов, которая-в рассматриваемом слу­ чае на несколько порядков меньше, чем у плунжерных гидропуль­ саторов, высокая динамическая устойчивость системы возбуждения являются теми положительными качествами роторных гидропуль­ саторов, которые свидетельствуют об их перспективности для исполь­ зования в гидравлических машинах бигармонического и блочного про­ граммированного нагружения, а также в гидрорезонансных системах.

Отечественной промышленностью выпускаются роторные гидро­ пульсаторы типа ПРУ-1 и ПРУ-2 производительностью 50 и 200 л/мин. Они компонуются в блоки, предназначенные Для возбуждения знакопеременных нагрузок в испытательных машинах типа МУПЭ, М УБ, МД У, стендах, мощных вибро- и сейсмоплатформах. К их ос­ новному недостатку следует отнести жесткое ограничение на возмож­ ность формирования каких-либо других циклов нагружения, кроме симметричного гармонического цикла.

Дроссельные электрогидравличеекпе усилители. Машины для испытаний на усталость с дроссельными электро гидравлическими усилителями (их также называют электрогидравлическими преоб­ разователями — ПЭГ) сохраняют преимущества гидропульсаторов по созданию больших циклических нагрузок и перемещений и до­ бавляют к ним такие важные качества, как широкий частотный ди­ апазон (практически от 0 до 200 Гц и более) и возможность воспро­ изведения любых по форме и асимметрии циклов нагрузок и переме­ щений.

Применение в системах силовозбуждения машин ПЭГ позволяет осуществлять регулярное, блочпое программированное и случайное нагружение в мягком и жестком режимах при растяжении — сжа­ тии, кручепии и изгибе. К одному из основных преимуществ этих преобразователей по сравнению с другими необходимо в первую оче­ редь отнести возможность их широкого использования в системах автоматического управления экспериментом с замкнутым контуром регулирования. Современные автоматизированные комплексы для испытаний на усталость, выпускаемые отечественной промышлен­ ностью и зарубежными фирмами промышленно развитых стран (ЧССР, ГДР, Японии, ФРГ, Англии, США), в основном базируются на сис: темах с симметричными ПЭГ. Широкие технические возможности ПЭГ по формированию направляемых из гидравлической сети в по­ лости грузового цилиндра потоков рабочей жидкости объясняемся тем, что конструктивно они представляют собой прецезионный элект­ ромагнитный золотник — сервоклапан, который позволяет на гид­ равлическом уровне воспроизводить форму электрических сигналов, подаваемых в катушку золотника от электронной системы управле­ ния. А так как современные электронные генераторы практически пе имеют ограничений в частотном интервале до нескольких кило­ герц па способность формировать требуемые сигналы, то с исполь­ зованием ПЭГ можно получить в силовой цепи объекта исследования любой требуемый закон изменения нагрузки или перемещений в пре­ делах частотных возможностей гидросистемы.

Электрогидравлические преобразователи используются в двух­ поточных гидравлических симметричных системах, в которых в ка­ честве гидромеханических преобразователей применяют симметрич­ ные грузовые цилиндры с двусторонним штоком, предназначенные для возбуждения в объекте исследования знакопеременных нагру­ зок. Таким системам возбуждения соответствует система замыкания с нижним расположением грузового гидроцилиндра (см. рис. 17, г).

Преобразование энергии питания, поступающей от электросети, в работу, затрачиваемую на деформирование и разрушение объекта исследования, происходит в трех основных звеньях гидравлической цепи: электромеханогиДравлическом, гидравлическом и гидромеха­ ническом. Дроссельный электрогидравлический усилитель ПЭГ ус­ танавливается в этой цепи на границе между вторым и третьим зве­ ном, т. е. на входе в силовой гидроцилиндр, и выполняет в гидравли­ ческой цепи функцию преобразования постоянного потока на выходе из гидравлического тракта в переменный поток с заданными пара-

метрами, который в соответствии с командами управления поочеред­ но подается в полости гидроцилиндра и вызывает перемещение пор­ шня. При формировании переменного потока в дроссельном усили­ теле-преобразователе происходят процессы его ограничения путем дросселирования и коммутации, при этом осуществляется реверс направления потока в магистралях, соединяющих ПЭГ с гидроци­ линдром.

При транспортировке рабочей жидкости под высоким давлением по гидравлическим магистралям от наносной установки к силовому цилиндру и в процессе преобразования постоянного потока в пере­ менный значительная часть подводимой к системе энергии преобра­ зуется в тепло. В Гидросистемах с ПЭГ обеспечить хотя бы частич­ ную рекуперацию энергии нельзя, они являются системами дисси­ пативного типа и характеризуются интенсивным разогревом масла, для понижения температуры которого (особенно при сравнительно высоких частотах нагружения) предусмотрены мощные системы ох­ лаждения. Поэтому в электрогидравлических машинах общий КПД оказывается значительно более низким, чем в машинах с гидропуль­ саторами, и для создания больших нагрузок и перемещений даже при умеренных частотах (до 20— 30 Гц) требуется применять мощ­ ный электропривод и высокопроизводительные насосные установ­ ки. Так, фирмой МТС (США) выпускаются насосные установки мощ­ ностью от 3,5 до 185 кВт и производительностью от 12 до 836 л/мин при давлении масла до 21 МПа.

Напомним, что в качестве основной характеристики, определя­ ющей способность испытательной системы реализовать заданный ре­ яшм (по нагрузке, деформации или перемещению), используется за­ висимость между амплитудой и частотой перемещения активного захвата, т. е. амплитудно-частотная характеристика. Вид этой ха­ рактеристики для преобразователей с неразделенными задатчиками амплитуды и частоты, какими в отличие от роторных гидропульса­ торов являются ПЭГ, определяется скоростью срабатывания самого медленного звена в системе управления. Для электрогидравличе­ ских испытательных систем таким звеном является непосредствен­ но сервоклапан (при условии, что система силового замыкания об­ ладает достаточной жесткостью), так как скорость срабатывания электронной аппаратуры системы управления значительно выше.

Характеристики функциональных генераторов позволяют выра­ батывать синусоидальный, треугольный или трапецеидальный цикл с частотой до 10 кГц, а сопоставление сигналов программы и отра­ ботанных ПЭГ осуществляется в устройстве сравнения с частотой до 100 кГц.

Амплитудно-частотная характеристика для ПЭГ, используемых

вмашинах для испытаний на усталость, является линейной только

вограниченном диапазоне частот. Если в координатах амплитуда нагрузки (перемещения) — частота графически представить эту за­ висимость, то она будет выражена круто ниспадающей прямой ли­ нией до частот 20—200 Гц (в зависимости от типа преобразователя), при которых начинает проявляться существенная нелинейность. Сле-

довательио, максимальные нагрузки и перемещения, указанные в техническом паспорте электрогидравлических усилителей, могут быть отработаны только при весьма низких частотах, соответству­ ющих испытаниям на малоцикловую усталость.

При частотах на верхней границе линейности амплитудно-частот­ ной характеристики значения реализуемых при циклическом нагру­ жении перемещений и нагрузок на два-три порядка ниже (поэтому приведенные в различных литературных источниках данные о верх­ нем частотном пределе ПЭГ весьма противоречивы). В области вы­ соких частот условия возбуждения знакопеременных потоков ухуд­

шаются также в связи с наложением и динамических ограничений, обусловливающих резкое снижение циклической энергоотдачи сис­ темы преобразования. Однако, используя в гидравлических машинах дроссельные электрогидравлические усилители с управляющим электродинамическим золотником, изготовленные с соблюдением всех требований технологии и эксплуатируемые с выполнением тре­ бований к чистоте и вязкости масла, при упругом деформировании можно получать частоты нагружения до 200 Гц и более.

Принципиальная схема системы силонагружеиия с ПЭГ показа­ на на рис. 43. Масло из резервуара 14 под давлением 21 МПа пода­ ется насосом 13 через фильтры грубой 12 и тонкой 10 очистки в ПЭГ (дроссельный электрогидравлический усилитель) 16, который уп­ равляет его подачей в полости грузового симметричного цилиндра 2. Полый поршень 1 цилиндра, изготовленный заодно с двойным што­ ком, перемешается, вызывая деформирование образца 5. В гидрав­ лической системе предусмотрен переливной клапан 11, ограничива­ ющий максимальное давление, и фильтр 15 очистки масла, подава­ емого на слив. Управление режимом нагружения может вестись по параметру нагрузки от датчика 6, перемещения от датчика 3 или де­ формации от датчика 4 в зависимости от целей эксперимента. Сигнал при нагружении образца от соответствующего датчика (на рис. 43 —

от датчика деформации) поступает в блок измерения 7 и далее.после усиления — в устройство выработки команд управления 8, где про­ исходит его сравнение с заданным функциональным генератором 9 сигналом и формируется управляющий электрический импульс, ко­ торый подается на катушку преобразователя для корректировки процесса нагружения.

Система автоматического управления, используемая в электрогидравлических машинах, является следящей и обеспечивает непрерывное отслеживание процесса нагружения в соответствии с заданным законом. Поэтому с помощью возбуждения с ПЭГ можно ре­ ализовать любой заданный цикл нагружения с контролем его отработ­ ки по каждому из трех рассмотренных параметров (очевидно, что в процессе конкретного эксперимента контролируемым может быть только один параметр). Системы нагружения с ПЭГ в последние го­ ды широко используются для воспроизведения в объекте исследо­ вания случайных эксплуатационных нагрузок. В этом случае через задатчик на вход преобразователя подаются электрические сигналы, последовательность которых соответствует изменению интересую­ щего нас параметра в реальных условиях и которые формируются при непосредственном считывании их с записи реального процесса на носителе.

Уникальные технические возможности ПЭГ, представляющих собой прецизионные устройства, можно использовать только в том случае, если применяемое в гидросистеме масло удовлетворяет ряду очень жестких требований по вязкости, смазочной способности и сте­ пени очищенности. На рис. 43 показан ряд фильтров, предназначен­ ных для очистки масла в напорной и сливной магистралях. В таких гидросистемах устанавливаются входные фильтры с магнитной ло­ вушкой и фильтры высокого давления, задерживающие частицы от 3 мкм и выше, а также фильтры тонкой очистки. Для обеспечения высокой стабильности вязкости масла в ПЭГ предусмотрено интен­ сивное водяное охлаждение, но если и оно не помогает поддержи­ вать требуемую температуру масла, то при ее повышении в главном резервуаре до критического значения происходит автоматическое ■отключение установки.

Прежде чем перейти непосредственно к рассмотрению конструк­ ции и принципа работы ПЭГ (дроссельных электрогидравлических усилителей), отметим, что создание испытательного оборудования рассматриваемого типа возможно лишь в странах с высоким уровнем развития науки и технологии. Оно требует очень высокого уровня проектных и технологических разработок, широкой кооперации, блочного принципа построения установок, а также использования управляющих и вычислительных средств. Очевидно, что в процессе эксплуатации обслуживать его должны высококвалифицированные специалисты широкого профиля.

Дроссельный электрогидравлический усилитель-преобразова­ тель (сервоклапан), управляющий активной, полостью силовозбудителя, является конечным управляющим элементом электрогидравлической системы и представляет собой магнитоэлектрический пре­

образователь с постоянным магнитом и катушкой управления, жестко соединенной с золотником [49].

Преобразователи изготавливают из никелевых сплавов с задан­ ными магнитными свойствами; доводочные операции производятся в специальных термостатированных помещениях с применением пре­ цизионных средств оптического контроля.

Используют два типа клапанов: при расходе масла до 200 л/мин и частоте практически до 100 Гц применяют клапан с управляющим

ного-ПЭГ с управляющим электродинамическим золотником [36]. В усилителях этого типа-зо­

(несколько десятков ватт), представляющим собой катушку с токо­ несущими витками 8, размещенную в поле постоянного магнита 10. Колебания управляющего золотника, жестко связанного с мембра­ ной, происходят с частотой и по форме, задаваемым функциональным генератором 14. При его перемещении масло подается в цилиндр ра­ бочего золотника 5 второго каскада, который перемещается влево или вправо, соединяя полости цилиндра 4 с напорной магистралью, запитываемой от насоса 6, или со сливом (для простоты изображения на схеме не показаны фильтры, клапаны и другая арматура).

Рабочий золотник снабжен индуктивным датчиком положения 13. Обратная связь по положению позволяет стабилизировать возбуж­ даемые параметры. Сигнал рассогласования между параметрами, заданными на входе генератором и отрабатываемыми силовым гидроцилиидром, сравнивается в устройстве сравнения 15 с сигналом от датчика нагрузки 1 (перемещения или деформации), после его об­ работки в блоке измерения 16. При появлении сигнала рассогласо­ вания он усиливается в устройстве 12 и подается на электродинамик,

иуправляющий золотник смещается, вызывая перемещение рабо­ чего золотника и поршня 3, связанного с образцом 2, на величину, необходимую для снижения этого сигнала до нуля. Поэтому форма

ичастота электрического сигнала, подаваемого на преобразователь, полностью соответствуют параметрам необходимой механической нагрузки. Устойчивость работы золотника обеспечивается системой контроля его положения, являющейся внутренней обратной связью.

Виспытательной технике наибольшее распространение получи­ ли двухкаскадные ПЭГ. Отечественной промышленностью выпуска­ ются такие преобразователи серии УГЭ с управляющим соплом-зас­ лонкой, рассчитанные на максимальные расходы 12; 40; 100; 200 л/мин при давлении до 16 МПа, и преобразователи серии ПЭГ, рассчитан­ ные на 50; 100; 200 л/мин и 6 МПа с управляющим электродинами­ ческим золотником. Для первых при расходе 12 л/мин максимальная паспортная частота составляет 125 Гц, при 200 л/мин — 35 Гц; для вторых — 450 Гц при 50 л/мин и 250 Гц при 200 л/мин [18].

Предельное давление питания, на которое рассчитаны преобра­ зователи, зависит от давления, к которому приспособлена осталь­ ная аппаратура и агрегатные системы. Наибольшее распростране­ ние за рубежом получили системы, рассчитанные на предельные давления 21 МПа (фирмы МТС, «Сервотест», «Инстрон», «Вольперт — Амслер»), 25 МПа ( фирма «Инова»), 28 МПа (фирма «Шенк») и 91 МПа

с обратной связью обладают широким диапазоном возможностей по нагрузкам, перемещениям и частотам и поэтому в последнее время они получают все более широкое применение для реализации слож­ ных режимов испытаний (вплоть до копирования случайных процес­ сов), где непрерывное и качественное управление процессом нагру­ жения имеет первостепенное значение. В нашей стране разработаны и выпускаются ПО «Точмашприбор» (г. Армавир) машины с ПЭГ се- р и УЭ на предельные усилия до 0,5 МН (3 10-7 — 0,33 Гц), пред­ назначенные для испытаний на малоцикловую усталость, и машин серии УРС, предназначенные для испытаний на усталость в интер­ вале частот 0— 100 Гц при предельных циклических нагрузках до 0,2 МН и в интервале частот 0—20 Гц при нагрузках до 2 МИ.

Инерционные пульсаторы. Пульсаторы этого типа (рис. 45) основы­ ваются на использовании для возбуждения переменных потоков инер­ ционных трансформаторов (преобразователей), которые представ­ ляют собой полые толстостенные цилиндры-роторы 5 со спиральными каналами 6 круглого поперечного сечения. Через коллекторы 4 эти каналы, в которых находится рабочая жидкость, соединяются с по­ мощью трубопроводов 9 с грузовым цилиндром 1. Если к валу 8 ро­ тора приложить знакопеременный крутящий момент от •электроме­ ханического привода (на рисунке не показан), он начнет совершать поворотные колебания относительно своей оси. При колебаниях ро­ тора благодаря инерционной индукции между спиральным каналом и рабочей жидкостью в гидравлической цепи формируется перемен­ ный поток, частота реверсирования которого определяется частотой

колебаний ротора. Соединение трансформатора с торсионным валом 3 и применение маховика 7 позволяют использовать для усиления вы­ ходного потока резонансный эффект. Инерционный пульсатор ком­ понуется с симметричным двухполостным цилиндром, на поршень которого действует переменный поток при возбуждении колебаний в замкнутой гидросистеме; шток поршня передает нагрузку на об­ разец 2.

В процессе испытаний на усталость с помощью инерционных пуль­ саторов реализуется мягкий режим возбуждения при симметричном знакопеременном нагружении в области средних частот [18].

В заключение отметим, что инерционные трансформаторы основ­ ное применение в гидравлических системах для механических испы-

Рис. 46. Схема системы нагружения гпдрорезонанспой машины ЦЛУ ± 30.

таний находят в качестве преобразователей расхода и давления пе­ ременного потока для согласования параметров источников и пот­ ребителей переменного потока, в качестве гидромеханических пре­ образователей при испытаниях на циклическое кручение, а также в качестве косвенных резонансных возбудителей в резонансных гид­ равлических машинах с роторными гидропульсаторами. Их исполь­ зование в машинах для испытаний на усталость в качестве инерци­ онных пульсаторов еще весьма ограниченное.

Гидравлические преобразователи в системах резонансного воз­ буждения. Резонансное усиление‘ применяют в гидравлических ма­ шинах с роторными гидропульсаторами и дроссельными электрогидравлическими усилителями для улучшения их энергетических характеристик и расширения частотного диапазона. Наибольшая эффективность при резонансном возбуждении достигается при ис­ пользовании двухцилиндровых гидравлических систем, позволяю­ щих усиливать возбуждаемую пульсаторами энергию в 10—20 раз [18]. Принцип резонансного усиления развиваемых в цилиндре воз­ буждения нагрузок рессмотрим на примере функционирования сис­ темы силоиагружения гидрорезонансной двухцилиндровой машины ЦЛУ ± 30 предельным усилием ± 3 0 МН при знакопеременном ы знакопостоянном нагружении (рис. 46). Эти машины могут эксплу­ атироваться как в режиме резонансных, так и вынужденных

колебаний, и общий диапазон реализуемых на них частот при обоих видах колебаний 0,5— 55 Гц. При этом амплитуды динамических перемещений под максимальными нагрузками составляют в диапазо­ не частот 10—20 Гц до ± 3 0 мм.

Основными элементами резонансной системы являются малый цилиндр возбуждения б, питание которого переменным потоком осу­ ществляется от роторного гидропульсатора 7, и грузовой цилиндр 3. Шток поршня 5 цилиндра возбуждения с помощью пружины 4 со­ единен со штоком поршня 2 грузового цилиндра, жестко связанного

сиспытуемым образцом 1. Полости грузового цилиндра подключены

каккумуляторам 10 с помощью инерционных трубопроводов 12 с параллельными ветвями, снабженными регулировочными клапана­ ми 11. При испытаниях в режиме резонансных колебаний трубопро­

вод 9 возбуждения в режиме вынужденных колебаний отключен с помощью вентилей 8 и масло под высоким давлением поступает от роторного гидропульсатора по трубопроводам возбуждения в резо­ нансном режиме в полости малого гидроцилиндра. Происходит циклическое перемещение поршня 5, которое через пружину переда­ ется штоку 2 грузового цилиндра и далее образцу. При этом веити?: ли 13 инерционного трубопровода открыты и аккумуляторы соеди­ нены с полостями грузового цилиндра. Такая компоновка гидрав­ лической системы резонансного возбуждения позволяет разгрузить пульсатор от статической нагрузки, возникающей из-за различия давлений в полостях цилиндра.

При испытаниях в режиме вынужденных колебаний аккумуля­ торы и малый цилиндр отключаются от гидросистемы соответствен­ но вентилями 13 ж8 и переменный поток непосредственно от гидро­ пульсатора направляется по трубопроводам в полости грузового цилиндра. В этом случае мягкое или жесткое знакопеременное нагружение образца осуществляется таким же образом, как и в обыч­ ных машинах с роторными гидропульсаторами. Эти машины снаб­ жены устройствами для программного нагружения, которое в данном случае технически несложно осуществить в связи с регулируе­ мостью амплитуды, и частоты возбуждения роторного гидропульса­ тора. Отношение площадей цилиндров в машинах ЦЛУ ± 30 равно 10, а возбуждаемая энергия усиливается в 10—20 раз. Большее, чем обеспечиваемое силовым резонансом, 10-кратное усиление достига­ ется в таких системах при совместном действии силовых и кинемати­ чески х факторов благодаря включению в цепочку возбуждения по­ датливого элемента — пружины. Используя набор таких сменных пружин, можно в достаточно широких пределах изменять динами­ ческие параметры системы нагружения. Рассмотренные двухцилин­ дровые резонансные системы являются системами с прямым резонан­ сным усилением.

Схема с косвенным резонансным возбуждением образца, осно­ ванная на использовании инерционных трансформаторов в колеба­ тельном контуре, показана на рис. 47 [17]. Ротор 1 трансформатора включен в гидравлический контур возбуждения параллельно гидрогпульсатору 5 и грузовому цилиндру 4 с образцом 6. Масло от пуль­

сатора, создающего переменный поток, поступает по трубопроводу 7 в полости гидроцилиндра и через коллекторы 2 — в спиральный ка­ нал ротора. По оси ротора укреплен упругий торсион 3 и маховик 8. С увеличением частоты возбуждения переменного потока пульсато­ ром при ее каком-то значении происходит интенсивное увеличение амплитуды потока и наступает резонанс. В таких системах резонан­ сная частота зависит от характеристик ротора, жесткости торсиона, момента инерции маховика, а также от массы жидкости в гидросис­ теме и практически не зависит от жесткости образца. В данном слу­

чае резонансный контур совпада­ ет с гидравлическими линиями ма-

шины и резонансные явления возникают в рабочей жидкости, из ко­ торой сформирован переменный поток. Увеличение амплитуды пото­ ка за счет резонанса позволяет на резонансной частоте достичь существенного увеличения развиваемых в образце знакопеременных усилий с малыми энергетическими затратами. Для изменения резо­ нансной частоты используется набор торсоинов и маховиков, подбо­ ром которых можно получить необходимую резонансную частоту во всей области рабочих’частот гидропульсатора с маломощным элек­ троприводом.

Резонансные гидравлические системы возбуждения нашли осот беыно широкое распространение при стендовых испытаниях круп­ ногабаритных элементов конструкций и целых изделий на выносли­ вость. Испытания таких конструкций требуют возбуждения больших нагрузок и больших энергетических затрат, которые могут быть су­ щественно уменьшены при использовании резонансных эффектов. В настоящее время в стендовых испытаниях применяют две системы резонансного усиления: непосредственную (рис. 48, а) и кинемати­ чески зависимую (рис. 48, б). При непосредственном усилении ре­ зонансный контур содержит образец 5, поршень 4, гидроцилиндр 7, инерционный трубопровод 2, создающий инерционное сопротивле­ ние массам жидкости, гидроаккумулятор 3 и пульсатор 6. Колебания в системе создаются с помощью пульсатора; согласовывая парамет­ ры элементов, входящих в резонансный контур, с использованием такой схемы можно получить на резонансном режиме усиление энер­ гии возбуждения в 5—10 раз. Применение схемы, приведенной на

рис. 48, б, позволяет разгрузить пульсатор от статической компо­ ненты нагрузки и расходовать его мощность только на возбуждение динамических перемещений, равных деформации образца.

В общем случае при испытаниях на стендах больших конструк-. ций предпочтение отдается гидравлическим системам рекуператив­ ного возбуждения, в которых для инициирования переменных нагру­ зок и деформаций используются объемные (плунжерные) гидропуль­ саторы, роторные гидропульсаторы и низкочастотные рекуператив­ ные возбудители, схемы силонагружения которых рассмотрены в данной главе. И только если при испытаниях конструкции необхо­ димо обеспечить моделирование случайных процессов, применяют

и набора стержней-образцов 3, жестко закрепленных во фланцах 2 и расположенных вокруг оси системы сопло — отражатель. Сопло и отражатель представляют собой несложные сменные детали, ко­ торые легко крепятся к трубопроводу с помощью гаек 4. Струя жид­ кости по каналу трубопровода 1 подается к соплу и после истечения из него встречается с отражателем. При этом в пространстве, окру­ жающем отражатель, генерируются упругие колебания. Спектр этих колебаний достаточно сложный охватывает широкий диапазон час­ тот. Настройка излучателя на определенный режим работы осущест­ вляется установкой необходимого расстояния между торцами сопла и отражателя при заданной скорости струи. Если частота собствеи-