Аппаратное обеспечение испытаний изделий на воздействие вибрации (1066234), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Время испытаний и требования к изменению параметров вусловиях вибрационных испытаний установлены нормативнотехнической документацией.Для проведения испытаний изделия или аппаратуру закрепляютна платформе (столе) вибростенда так, чтобы вибрация передаваласьс минимальными потерями. Выбирая способы закрепления, необходимо учитывать положение изделия при эксплуатации, а также возможности вибростенда.
Следует учитывать особенности закрепленияна столе вибростенда отдельных приборов или изделий, а также различных радиоэлементов. Возможны случаи, когда отдельный элемент, будучи установленным на специальной плате, нормально выдерживает испытательный режим, но отказывает при испытаниях,будучи установленным в изделиях. Это объясняется тем, что некоторые конструкции могут усиливать вибрационные нагрузки. Особуюопасность представляют случаи, при которых возникают резонансные явления. Для повышения эффективности изделия испытывают вусловиях, приближенных к реальным условиям эксплуатации, илииспытывают их элементы при увеличении нагрузки в 1,5 раза.При проведении испытаний элементов, установленных на специальных платах, возможны случаи, когда они не выдерживаютиспытаний по причине увеличения нагрузки вследствие резонансных явлений.
Поэтому изделия (элементы), работающие в какомлибо комплексе, целесообразно испытывать в сочлененном состоянии. Если изделие эксплуатируется под нагрузкой, то и испытания следует проводить под нагрузкой.При наличии резонансных эффектов рекомендуется дополнительно испытывать изделия на виброустойчивость на резонансныхчастотах. Если испытуемое изделие представляет собой сложнуюсистему, то оно обладает несколькими резонансными частотами.При испытании следует определять и фиксировать в документациивсе резонансные частоты до 20 000 Гц, так как эти данные могутбыть использованы при конструктивной доработке аппаратуры.В зависимости от демпфирующих свойств конструкции, затухания вибрации в элементах конструкции аппаратуры, свойств материала, из которого изготовлена конструкция, амплитуды колебанийпри резонансе имеют конечное значение.
Если амплитуда колебаний не превышает заданного значения (например, удвоенной амплитуды вибрации, воздействующей на аппаратуру), то резонанссчитают допустимым.В практике стендовых испытаний на виброустойчивость наибольшее применение находит прямой способ определения частоты8собственных колебаний конструкции, который заключается в выявлении резонанса и фиксировании частоты возмущающих колебаний. Однако этот способ несовершенен, так как из-за демпфирующих свойств конструкции резонансная частота элементов можетотличаться от частоты возбуждения вибрации.
Возможно также появление параметрических резонансов; кроме того, на высоких частотах амплитуды колебаний имеют малые значения, и выявить резонансы прямыми методами трудно. Тем не менее, несмотря на малые амплитуды колебаний, механические напряжения в опасныхместах крепления элементов или в самих элементах при резонансемогут значительно превышать предел выносливости и спобствоватьвыводу аппаратуры из строя. Некоторые элементы конструкции(например, защитные кожухи) могут испытывать очень большиеперегрузки при резонансах, но в то же время резонансные эффектыэтих элементов не нарушают работоспособность аппаратуры.Вследствие этого возникают определенные трудности при выявлении резонансных эффектов и результатов их воздействия на аппаратуру при испытаниях на виброустойчивость.Виброиспытания при конструктивной доработке аппаратурыпроводят в тех случаях, когда выявлены дефекты или поврежденияв блоках при испытаниях на вибропрочность и виброустойчивость,которые можно устранить, не прибегая к конструированию аппаратуры заново.
При разработке новой аппаратуры конструкциюмногих узлов и блоков можно улучшить во время виброиспытаний, которые позволяют выявить характер воздействия вибрации иреакцию на нее элементов конструкции. Особенность таких испытаний состоит в выявлении причин, вызывающих нарушение работоспособности аппаратуры, их тщательном анализе и выдаче рекомендации по их устранению. Продолжительность испытанийпри этом зависит от того, насколько быстро обнаружена и устранена причина нарушения нормальной работоспособности узла илиблока аппаратуры. Нарушение виброустойчивости аппаратуры зачастую вызывается сложными внутренними дефектами, которыеможно обнаружить только при тщательном исследовании аппаратуры, поэтому внесение изменений в конструкцию по результатамвиброиспытаний требует больших затрат времени.В рекомендациях МЭК указаны три стадии стендовых испытаний:• первоначальное выявление резонанса;• выдержка при испытании на вибропрочность;• окончательное выявление резонанса.9После проверки на вибропрочность вновь проверяют рабочиехарактеристики изделия и сопоставляют результаты первоначальных и окончательных испытаний.Наиболее точными являются натурные испытания аппаратуры.При их приведении необходимо решить сложные вопросы, связанные с передачей информации от объектов, на которых установленаэта аппаратура, а также с недостаточным объемом информации ивысокой стоимостью проведения таких испытаний.
Из-за сложности возмущающих колебаний возникают трудности при анализевибрации и выявлении причин, приводящих к поломкам и нарушению работоспособности аппаратуры.Выявить резонансные вибрации аппаратуры при натурных испытаниях по амплитуде и частоте вибрации, зафиксированным вотдельных точках конструкции, без знания параметров возбуждающих сил объекта прямыми способами невозможно. Поэтомуприменяют полунатурные испытания, используя фоновые записинатурных испытаний на объекте, а также данные, переданные поканалам телеметрии, для дальнейшего воспроизведения этих условий при стендовых испытаниях.Все рассмотренные выше особенности различных видов испытаний должны оговариваться в программе испытаний и в технических условиях на испытуемое изделие.3.
МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ3.1. Метод испытаний на фиксированных частотах вибрацииМетод испытаний на фиксированных частотах вибрации заключается в последовательном воздействии гармонической вибрации определенной частоты и амплитуды на испытуемую аппаратуру в требуемом диапазоне частот.В программе испытаний аппаратуры на вибропрочность и виброустойчивость методом фиксированных частот указывают поддиапазон частот ΔF , время испытания tи и амплитуду ускорения Aw.Рекомендуется выдержать изделие на высшей частоте каждогоподдиапазона. Продолжительность выдержки в обоих указанныхслучаях устанавливают в соответствии с требованиями техниче10ских условий, но при испытаниях на виброустойчивость онадолжна составлять не менее 5 мин, а при испытаниях на вибропрочность может быть равна 1…5 ч при длительном воздействии иот 20… 50 мин при кратковременном.Погрешность поддержания частоты не должна превышать ±10 %в диапазоне до 200 Гц и ±5% на частотах более 200 Гц.
Если за времяиспытаний не было обнаружено никаких нарушений и все параметры соответствовали требованиям технических условий, изделие признают выдержавшим испытания.При испытаниях изделий и аппаратуры методом фиксированныхчастот следует обращать особое внимание на обнаружение у изделий резонансных частот, на которых амплитуда колебаний испытуемого изделия (или его отдельных элементов) будет в 2 раза иболее превышать амплитуду колебаний точек крепления. В случаеобнаружения резонансных частот или частот, на которых наблюдается ухудшение параметров изделия, рекомендуется дополнительновыдерживать изделие при вибрации с данной частотой с цельюуточнения и выявления причин несоответствия.
Иногда проводятдлительные испытания на резонансных частотах для проверки ресурса работы конструкции.Метод фиксированных частот имеет следующие недостатки:контроль перемещения, скорости, ускорения и частоты вибрации иих регулирования затруднен вследствие значительной неровностиамплитудно-частотной характеристики тракта испытательногокомплекса при испытаниях в широком диапазоне частот; невозможность выявления параметрических резонансов, возможностьпропуска резонанса отдельных элементов; последовательное возбуждение резонансов. Однако этот метод до настоящего временишироко используют при заводских испытаниях серийно выпускаемых изделий, что объясняется возможностью применения простейшего оборудования и отработанных программ испытаний дляизделий каждого типа.3.2.
Метод испытаний качающейся частотой вибрацииЧастоту вибрации плавно изменяют в заданном диапазоне частот от нижней до верхней частоты и обратно при постоянстве заданных параметров вибрации в течение определенного времени.В программе испытаний на вибропрочность методом качающейся частоты необходимо указывать диапазон частот ΔF , амплитуду ускорения Aw, время прохождения диапазона частот tд и11продолжительность испытания tи. Указанные параметры могутиметь, например, следующие значения: ΔF = 20…2000 Гц; Аw == 15…150 м/с2; tд = 10…30 мин.Время испытаний на каждой частоте tи = 60tд /ΔF.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
