Виртуальный осциллограф для испытательного стенда

ные проблемы авиации и космонавтики : материалы IX Всерос. науч.-практ. конф. : в 2 т. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2013. С. 154-155.

4. Кукушкин Е. В., Меновщиков В. А., Ереско Т. Т. Вопросы формирования усталостных трещин в материалах игольчатых подшипников карданных шарниров // Актуальные проблемы авиации и космонавтики : материалы X Всерос. науч.-практ. конф. ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2014. С. 148-150.

5. Меновщиков В. А., Ереско С. П. Исследование и совершенствование игольчатых подшипников карданных передач транспортно-технологических машин : монография. Красноярск : Изд-во КрасГАУ, 2006. 283 с.

6. Автомобильные пластичные смазки / В. В. Ва-ванов, В. В. Вайншток, А. А. Гуреев. М. : Транспорт, 1986.

7. Подшипники качения : справочник / Р. Д. Бей-зельман, В. В. Цыпкин, Л. Я. Перель. М. : Машиностроение, 1967.

8. Полилов А. Н. Экспериментальная механика композитов : учеб. пособие. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2015. 375 с.

9. Шевцов С. М., Ереско А. С., Ереско С. П. Автоматизация процессов измерения вибрации // Механики XXI веку. Братск : БрГУ, 2008, С. 38-42.

References

1. Malakhovka Ya. E., Lapin A. A., Vedeneyev N. K. [Cardan transfers]. Kardannyyeperedachi, Moscow: State scientific and technical publishing engineering literature 1962.

2. Lysov M. I. [Cardan mechanisms. Design, theory, calculation and tests]. Kardannyye mekhanizmy. Konstruktsiya, teoriya, raschot i ispytaniya, Moscow: State scientific and technical publishing engineering literature, 1945.

3. Kukushkin E. V., Menovshchikov V. A. [Low Cycle Fatigue needle bearing] // Materialy Mezhdunar. nauch. konf. "Aktualnie problem aviacii i kosmonavtiki" [Materials Intern. Scientific. Conf "Current issues of aviation and cosmonautics"]. Krasnoyarsk, 2013. P. 154-155.

4. Kukushkin E. V., Menovshchikov V. A., Eresko T. T. [Questions of formation of fatigue cracks in materials needle bearing universal joints] // Materialy Mezhdunar. nauch. konf. "Aktualnie problem aviacii i kosmonavtiki" [Materials Intern. Scientific. Conf "Current issues of aviation and cosmonautics"]. Krasnoyarsk, 2014. P. 148-150.

5. Menovshchikov V. A., Eresko S. P. Issledovanie i sovershenstvovanie igolchatikh podshipnikov kardanikh peredach transportno-tekhnologicheskikh mashin [Study and improvement of needle bearing universal joint transmission of transport and technological machines]. Krasnoyarsk: KrasGAU, 2006. 283 p.

6. Vavanov V. V., Weinstock V. V., Gureev A. A. [Automobile plastic lubricants], Avtomobil'nyye plastichnyye smazki. Moscow : Transport, 1986.

7. Beyzelman R. D., Tsypkin V. V., Perel L. Ya. [Rolling bearings. Reference book]. Podshipniki kacheniya. Spravochnik, Moscow : Mashinostroyeniye publishing house, 1967.

8. Polilov A. N. [Experimental mechanics of composites: schoolbook] Eksperimental'naya mekhanika kompozitov : ucheb. posobiye. Moscow : Publishing MSTU. N. E. Bauman, 2015. 375 p

9. Shevsov S. M., Eresko A. S., Eresko S. P. [Automation of processes of measuring of vibration] // Мaterialy XV Mezhdunar. nauch. konf. "Mechaniki XXI veku" [Materials Intern. Scientific. Conf "Mechanics of XXI century"]. Bratsk: Bratsk State University, 2008. P. 38-42.

© Ереско А. С., Кукушкин Е. В., Осеев Д. С., Меновщиков В. А., Пятаев Д. А., 2016

УДК 662.822

ВИРТУАЛЬНЫЙ ОСЦИЛЛОГРАФ ДЛЯ ИСПЫТАТЕЛЬНОГО СТЕНДА*

С. П. Ереско, Т. Т. Ереско, Е. В. Кукушкин*, А. А. Орлов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

*E-mail: ironjeck@mail.ru

Представлены результаты моделирования виртуального осциллографа в программном продукте LabVIEW. Создана визуализация с записью данных измерений USB-осциллографа одновременно по двум каналам USB-осциллографа, который может использоваться в стендах для испытаний карданных передач. Предложенная программа позволяет записывать результаты измерений USB-осциллографа в «реальном времени» одновременно с двух каналов USB-осциллографа и получать средние значения осциллограмм в цифровом виде.

Ключевые слова: LabVIEW, виртуальный осциллограф, испытательный стенд.

'Результаты получены в рамках выполнения гос. заданий: № 9.447.2014/к и 211/2014 (The results obtained in the framework of the state order № 9.447.2014 / k и 211/2014).

<Тешетневс^ие чтения. 2016

CREATING A VIRTUAL OSCILLOSCOPE FOR TEST BENCH

S. P. Eresko, T. T. Eresko, E. V. Kukushkin, A. A. Orlov

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation *E-mail: ironjeck@mail.ru

The paper presents results of the simulation in virtual oscilloscope software product LabVIEW. It also demonstrates visualization with a record of measurements of USB oscilloscope data simultaneously in two channels, USB oscilloscope can be used in the stands for the driveline tests. The proposed program allows you to record the results of measurements with USB oscilloscope in "real time" along with two USB channel oscilloscope and the research obtains the average values of waveforms in digital form.

Keywords: LabVIEW, virtual oscilloscope, test stand.

Введение. В настоящее время персональный компьютер является обязательной принадлежностью практически каждой физической лаборатории, широко используется как средство накопления и обработки результатов измерений, а также может использоваться для управления экспериментальными установками в реальном времени. Кроме этого, с добавлением внешнего модуля сбора данных сам компьютер можно превратить в многофункциональный измерительный прибор, способный заменить традиционные приборы, как, например, осциллографы.

Фирма National Instruments разработала графическую среду программирования LabVIEW как средство разработки для быстрого проектирования и модификации инструментальных систем. LabVIEW - лаборатория виртуальных инструментов - Virtual Instrument (VI), позволяющая создавать различные программно-аппаратные комплексы и виртуальные приборы для измерения и записи различных параметров физических процессов. LabVIEW позволяет также осуществлять решения дифференциальных уравнений, интегрирования и т. д., но математические программы LabVIEW больше ориентированы на обработку потока экспериментальных данных, в том числе в режиме реального времени [1-2].

Основная часть. Для автоматизации процесса получения измерений был создан виртуальный осциллограф, использовалось программное обеспечение LabVIEW фирмы National Instruments. Блок-диаграмма осциллографа представлена на рисунке.

Для получения сигнала с устройства был использован файл библиотеки HTMarch.dll, с помощью которого выходные сигналы поступают на индикаторы Waveform Graph (график осциллограммы), которые принимают данные в виде массива чисел и отображает

их с равномерным шагом. Среднее квадратичное значение сигнала получаем с помощью функций обработки данных RMS, сигнал в котором получаем по формуле

где n - число элементов последовательности x.

Для записи результатов использовались функции: Spreadsheet String To Array, которая преобразует строку табличного формата (spreadsheet string) в цифровой массив (array), размерность которого определяется входом тип массива (array type); Open/ Create/ Replace File, которая открывает существующий файл, создает новый файл или заменяет существующий файл, программно или интерактивно используя файловое диалоговое окно; Write to Text File, которая записывает строку символов (string of characters) или массив строк в файл; Close File, которая закрывает открытый файл, определяемый ссылкой (refnum), и возвращает путь (path) к файлу, соответствующий ссылке; General Error Handler, показывающий источник возникновения ошибки в диалоговом окне. Ошибка ввода/ вывода формируется только в функции Close File, которая закрывает файл, несмотря на ошибки в предыдущих операциях. Это гарантирует корректное закрытие файлов [3].

Программа работает следующим образом: сигнал, поступающий на два канала USB-осциллографа, одновременно отображаются на индикаторах в виде графиков осциллографа с генерацией среднего квадратичного числа, при нажатии на кнопку «ЗАПИСЬ ЗНАЧЕНИИ сигнал поступает на структуру Вариант (Case Structure), после чего в диалоговом окне будет предложен путь сохранения значений осциллограмм в два файла, по файлу на канал USB-осциллографа.

Блок-диаграмма виртуального осциллографа

Заключение. Разработанный виртуальный осциллограф позволяет записывать результаты измерений аналоговых напряжений, поступающих с датчиков испытательного стенда в режиме реального времени, одновременно на два USB-канала осциллографа, а также вычислять и записывать средние значения измеряемых параметров в цифровом виде и как разработанный ранее виртуальный осциллограф-частотомер [4], также может использоваться в испытательных стендах авторской разработки [5-7].

Библиографические ссылки

1. Бутырин П. А., Васьковская Т. А., Каратаева В. В., Материкин С. В. Автоматизация физических исследований и эксперимента: компьютерные измерения и виртуальные приборы на основе LabVIEW 7. М. : ДМК Пресс, 2005.

2. Батоврин В. К., Бессонов А. С., Мошкин В. В. LabVIEW. Практикум по аналоговой и цифровой электронике / Моск. гос. ин-т радиотехники, электроники и автоматики. М., 2007. 132 с.

3. Суранов А. Я. LabVIEW 8.20 : справочник по функциям. М. : ДМК Пресс, 2007. 536 с.

4. Виртуальный измерительный прибор. Осциллограф-частотомер. Свид. об офиц. регистр. программы для ЭВМ № 2012610722 (РФ) / Ереско С. П., Тен В. П., Ереско А. С., Соболев А. Н., Вульф Д. В., Ереско Т. Т. Заявл. 12.10.2011, № 2011617578; Заре-гистр. М. : Роспатент 16.01.2012.

5. Пат. 149002 Российская Федерация, МПК7 G01M 13/02 (2006.01). Стенд для испытаний карданных передач / Кукушкин Е. В., Меновщиков В. А., Ереско С. П., Ереско Т. Т. № 2014120845; заяв. 22.05.2014 ; Опубл. 20.12.2014. Бюл. № 35. 1 с.

6. Пат. 153924 Российская Федерация, МПК7 G01M 13/02 (2006.01). Стенд для испытаний карданных передач / С. П. Ереско, Т. Т. Ереско, Е. В. Кукушкин, В. А. Меновщиков. № 2014147821/28; заяв. 26.11.2014 ; Опубл. 10.08.2015. Бюл. № 22. 2 с.

7. Пат. 162876 Российская Федерация, МПК7 G01M 13/02 (2006.01). Стенд для испытаний карданных

передач / Ереско С. П., Ереско А. С., Ереско Т. Т., Ереско В. С., Кукушкин Е. В., Стручков А. В., Хомен-ко И. И. № 2015157365; заяв. 30.12.2015 ; Опубл. 27.06.2016. Бюл. № 18. 2 с.

References

1. Butyrin P. A., Vaskovskaya T. A., Karataeva V. V., Materikin S. V. [Automation of Physical Research and experiment : Computer measurements and virtual instruments based on LabVIEW 7] // Avtomatizacia phizicheskikh issledovanii I eksperimenta: komputernie izmerenia I virtualnie pribori na osnove LabVIEW 7, 2005.

2. Batovrin V. K., Bessonov A. S., Moshkin V. V. [LabVIEW. Workshop on analogue and digital electronics]. LabVIEW. Praktikum po analogovoi I cifrovoi elektronike, 2007. 132 p.

3. Suranov A. Ya. [LabVIEW 8.20: Function Manual] LabVIEW 8.20: Spravochnikpo funkciyam, 2007. 132 p.

4. Eresko S. P., Ten V. P., Eresko A. S., Sobolev A. N., Vulf D. V., Eresko T. T. Virtualnii izmeritelnii pribor. Oscillograf-chastotomer. Svidetel'stvo ob ofitsial'noi registratsii programm dlya EVM [Virtual Meter. Oscilloscope, frequency counter. The Certificate on Official Registration of the Computer Program]. No. 2011617578, 2012.

5. Kukushkin E. V., Menovshchikov V. A., Eresko S. P., Eresko T. T. Stend dla ispitaniy kardanikh peredach [The test stand driveline]. Patent RF, no. 149002, 2014.

6. Eresko S. P., Eresko T. T., Kukushkin E. V., Menovshchikov V. A. Stend dla ispitaniy kardanikh peredach [The test stand driveline]. Patent RF, no. 153924, 2015.

7. Eresko S. P., Eresko A. S., Eresko T. T., Eresko V. S., Kukushkin E. V., Menovshchikov V. A., Struchkov A. V., Khomenko I. I. Stend dla ispitaniy kardanikh peredach [The test stand driveline]. Patent RF, no. 162876, 2016.

© Ереско С. П., Ереско Т. Т., Кукушкин Е. В., Орлов А. А., 2016

УДК 662.822

ВЗАИМОСВЯЗЬ ПЕРВИЧНЫХ УСТАЛОСТНЫХ РАЗРУШЕНИЙ С ДИСЛОКАЦИЕЙ ЦИКЛИЧЕСКИ ПОВТОРЯЮЩИХСЯ ИЛИ ЧЕРЕДУЮЩИХСЯ НАПРЯЖЕНИЙ КАРДАННЫХ ШАРНИРОВ*

Т. Т. Ереско, А. Н. Жабинская*, Е. В. Кукушкин, В. А. Меновщиков

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

*E-mail: zhabinskaya_nastya@mail.ru

Был рассмотрен вопрос усталостных разрушений, связанный с появлением дислокаций кристаллической решетки нагружаемого материала. Был проведен анализ методов решения проблемы. Представлена информация об усталости металла и условия возникновения. Также было дано определения дислокаций, ее виды и описания структур нарушений в структуре материала.

Ключевые слова: усталостные разрушения, дислокация, напряжение в материале деталей.

'Результаты получены в рамках выполнения гос. заданий: № 9.447.2014/к и 211/2014 (The results obtained in the framework of the state order № 9.447.2014 / k и 211/2014).