Аппаратное обеспечение испытаний изделий на воздействие вибрации (1066234), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Например,при tд = 30 мин, ΔF = 2000 Гц, время испытаний tи = 0,9 с.Согласно рекомендациям МЭК, скорость качания частотыдолжна быть приблизительно равна одной октаве в минуту.Испытания методами фиксированных частот и качающейсячастоты можно применять не только для готовой продукции, но ив технологическом процессе производства.Испытания на виброустойчивость рекомендуется проводить методом фиксированных частот, а испытания на вибропрочность —методами фиксированных частот или качающейся частоты.

Недостатком указанных методов является то, что в каждый данный моментвремени на изделие воздействуют одночастотные синусоидальныеколебания, а не спектр частот, как при реальных условиях эксплуатации.3.3. Метод испытаний на полигармоническую вибрациюМетод испытаний на полигармоническую вибрацию заключается в одновременном воздействии нескольких гармоническихвибраций с различными фазами.

Метод достаточно прост и отличается от методов испытаний на гармоническую вибрацию в основном числом задающих генераторов синусоидальных сигналов инеобходимостью регулирования фазовых сдвигов между этимисигналами. Метод испытания аппаратуры на полигармоническуювибрацию применяют в тех случаях, когда реальная вибрацияпредставляет собой детерминированный периодический процесс,например, если аппаратура в процессе эксплуатации расположенавблизи машин с вращающимися частями механизмов.3.4.

Метод испытанийна широкополосную случайную вибрациюРеальные вибрации в большинстве случаев являются случайными. Современный уровень развития теории и техники виброиспытаний характеризуется описанием реальных вибропроцессов врамках корреляционной теории. Такой подход отражает типичноесостояние многих областей техники, в которых намечается отказот детерминированных моделей, а реальные случайные процессы12считаются нормальными. Поэтому широкополосные случайныепроцессы с заданным энергетическим спектром получили широкоераспространение и качестве физических моделей реальных вибропроцессов. Описание моделей реальных вибропроцессов в рамкахкорреляционной теории позволяет характеризовать эквивалентность воспроизводимых и реальных вибраций степенью близостиих энергетических спектров.

При этом тракт воспроизведения вибрации виброиспытательного комплекса должен обеспечивать воспроизведение в контролируемой точке или в совокупности контролируемых точек исследуемого объекта механических колебаний с требуемым энергетическим спектром.Метод испытания на широкополосную случайную вибрациюпредусматривает одновременное возбуждение всех резонансных частот объекта. Правильное воспроизведение вибрации связано с трудностями, обусловленными искажающим влиянием средства возбуждения вибрации. Поэтому перед проведением испытаний аппаратурынеобходимо скорректировать или выровнять амплитудно-частотнуюхарактеристику вибростенда. При испытаниях в контрольных точкахизделия возбуждаются стационарные случайные вибрации.

Их числовые характеристики должны быть близки к заданным значениям,которые определяются по результатам натурных испытаний.Метод испытаний на широкополосную случайную вибрациюпозволяет воспроизвести те числовые вибрационные характеристики условий эксплуатации, которые влияют на надежность испытуемого изделия. За критерий подобия принята спектральнаяплотность вибрационных ускорений, поскольку вероятность выхода изделия из строя или нарушения его режима работы возрастаетс повышением уровня спектральной плотности вибрации.Программу испытаний задают в виде графика, по оси ординаткоторого откладывают значения спектральной плотности G, а пооси абсцисс — диапазоны частот, в которых проводили эти измерения.

Эта программа воспроизводится вибростендом в контрольной точке изделия с помощью формирователей энергетическогоспектра, которые в общем случае представляют собой источникширокополосного случайного сигнала или белого шума и наборрегулируемых полосовых фильтров.3.5. Метод испытаний на узкополосную случайную вибрациюДля замены дорогостоящих испытаний в режиме широкополосной случайной вибрации были предложены различные методыиспытаний с изменяющимся синусоидальным сигналом, но все13они не могли воспроизводить распределение амплитуд ускоренияи напряжения для испытуемого образца, присущее широкополосному методу, и не были ему эквивалентны. Режим изменяющейсяузкополосной случайной вибрации является промежуточным между режимом широкополосной случайной вибрации и режимом сизменяющимся синусоидальным сигналом.

Здесь для замены возбуждения широкополосной плотности ускорения малой величиныприменяется возбуждение узкополосной плотности ускорениябольшой величины, медленно изменяющейся на некотором участке частотного диапазона.При правильной регулировке предложенный метод обеспечивает то же число наиболее важных ускорений на заданном уровне,что и широкополосный метод. Для воспроизведения условий резонанса и нагружения испытуемого образца метод узкополоснойвибрации должен обладать теми же характеристиками, что и методширокополосной вибрации.Например, если ширина полосы резонанса с определенной добротностью Q растет с увеличением частоты, то необходимо увеличить скорость изменения ширины полосы с возрастанием частоты,чтобы получить то же число изменений знака уровня ускорения впределах резонанса, что и при широкополосном возбуждении.Этому требованию удовлетворяет логарифмический закон изменения скорости.

Необходимо также, чтобы при узкополосном методечисло изменений знака ускорения для любого увеличения уровнянапряжения было тем же, что и при широкополосном методе.Важной особенностью таких испытаний является возможность автоматического регулирования уровня. Использование узкой полосы шумов в качестве испытательного сигнала позволяет применятьпринцип замкнутой следящей системы, положенный в основу испытаний с изменяющимся синусоидальным сигналом.3.6. Метод многокомпонентных испытанийВ общем случае свойства исследуемого изделия как среды, вкоторой распространяются вибрационные возмущения в условияхэксплуатации, не являются изотропными.

Испытуемое изделие(например, сложная радиоэлектронная аппаратура) представляетсобой совокупность различных узлов и блоков, отличающихсязначениями модуля упругости, жесткости, массы и т. п. В процессеэксплуатации между отдельными элементами возникают виброударные процессы, нелинейные эффекты, в результате чего вибра14ция оказывается многомерной. Поэтому для воспроизведения таких вибраций применяют многокомпонентные вибростенды илиотдельные вибростенды, воздействующие на испытуемое изделиев трех взаимно перпендикулярных направлениях. Для проведениятаких испытаний требуется дорогостоящее оборудование, вследствие чего они не нашли большого распространения.3.7. Методы ускоренных испытанийна вибропрочность и виброустойчивостьМетоды ускоренных испытаний на вибропрочность и виброустойчивость являются наиболее перспективными, поскольку позволяют значительно сократить время испытаний при тех же характеристиках вибропрочности и виброустойчивости.

Различаютследующие методы ускоренных испытаний на вибропрочность:a) качающейся частоты при повышенных ускорениях;б) качающейся частоты или методом фиксированных частотдля изделий, у которых резонансные частоты свыше 200 Гц;в) качающейся частоты в области резонансных частот для изделий, у которых низшая резонансная частота превышает верхнюю частоту диапазона, соответствующего заданной степени жесткости;г) качающейся частоты в области резонансных частот для изделий, у которых низшая резонансная частота превышает верхнюючастоту диапазона, соответствующего заданной степени жесткости.При воздействии вибраций в широком диапазоне частот практически невозможно разработать такую конструкцию аппаратуры и ееузлов, чтобы ее собственные частоты находились вне заданногодиапазона.

Поэтому при работе аппаратуры в условиях воздействиявибрации и при наличии собственных частот аппаратуры в заданном диапазоне необходимо определить способность конструкциивыдерживать заданную вибрационную нагрузку или максимальноемеханическое напряжение элементов конструкции, которое возникает на резонансных частотах. При этом определяющим факторомвибропрочности является допустимое время выдержки испытанияна резонансной частоте при заданной перегрузке.Для оценки вибропрочности реальных конструкций приборов,испытуемых на резонансных частотах при различных ускоренияхвибрации, дополнительным критерием может служить изменение(уход) собственной частоты элемента конструкции аппаратуры взависимости от времени испытания и перегрузки.15В большинстве случаев конструктивный элемент при испытании на резонансной частоте разрушается не мгновенно.

Каждыйэлемент конструкции обладает способностью сопротивляться вибрационным нагрузкам, и в течение определенного времени собственная частота остается стабильной в заданных пределах. По истечении этого времени и при продолжении испытаний на резонансесобственная частота элемента начинает монотонно убывать до определенного значения, а затем резко снижается до нуля, что соответствует разрушению.3.8. Метод испытания аппаратурыс разрушением конструкцииДля определения способности изделий противостоять разрушающему воздействию вибрации, возникающей при транспортировании, проводят испытания на вибропрочность при длительномвоздействии одним из рассмотренных выше методов.

Иногда дляиспытаний на прочность при транспортировании пользуются специальными установками. Особый интерес представляют вибрационные испытания на повреждающую нагрузку, при которых испытуемое изделие доводят до разрушения.По результатам испытаний строят зависимости повреждающеговоздействия (в единицах ускорения) от частоты, которые называюткривыми повреждений. На резонансных частотах ординаты кривыхрезко уменьшаются, и отдельные элементы имеют более двух резонансных частот.

Пользуясь кривыми повреждений, можно выявитьконструктивные недостатки изделий, определить их резонансныечастоты и оценить стойкость конструкции к воздействию вибрации.Имея кривые повреждений отдельных изделий, входящих в какое-либо устройство, путем их совмещения можно получить результирующую кривую, характеризующую виброустойчивость устройства. Результирующая кривая строится по минимальным значениямординат наложенных кривых. Необходимо, чтобы слияние всех кривых повреждений осуществлялось с применением одной методики.Для определения допустимых нагрузок нужно, чтобы результирующая кривая повреждений была сравнима с условиями работы изделия.

С этой целью на графике с кривой повреждений строят зависимость ускорения от частоты, характеризующую воздействие окружающей среды на рассматриваемое устройство. Ординаты кривыхповреждений должны быть больше соответствующих ординат кривых первоначальной нагрузки. Для уменьшения действия вибраци16онных нагрузок осуществляют виброизоляцию, демпфирование,увеличивают жесткость конструкций и т. д.4. ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ4.1. Типы вибровозбудителейВ данном разделе описаны центробежные, электромагнитные,электродинамические, кинематические, принудительные и пьезоэлектрические гидравлические вибровозбудители.Центробежный вибровозбудитель — это инерционный вибровозбудитель с вращательным движением инерционного элемента.Вынуждающая сила, развиваемая при движении инерционного элемента, содержит преимущественно (в некоторых случаях —исключительно) нормальную составляющую силы инерции, т. е.

Характеристики

Список файлов книги