Испытания на ударную прочность и устойчивость

К основным параметрам ударного импульса относят пиковое ударное ускорение (перегрузка), длительность воздействия ударного ускорения и форма ударного импульса. Результат действия удара на изделие зависит от его динамических свойств - массы, жёсткости и частоты собственных колебаний.

Различают два вида испытаний:

• испытания на ударную прочность;

• испытания на ударную устойчивость.

Испытания на ударную прочность проводят с целью проверки способности изделия противостоять разрушающему действию механических ударов, сохранять свои параметры в пределах, указанных в НТД.

Испытания на ударную устойчивость поводят с целью проверки способности изделия выполнять свои функции в условиях действия механических ударов.

Характеристики режимов испытаний задаются в соответствии со степенью жесткости испытаний:

Таблица 1 - Характеристики режимов испытаний

Изделия на столе вибростенда крепят с помощью специальных приспособлений. При этом должны выполняться условия:

• изделие должно крепиться на приспособлении с минимальным зазором и тем же способом, что и при эксплуатации;

• резонансная частота приспособления должна быть в 1,5-2 раза выше верхнего значения частоты вибрации изделия.

Таблица 2 - Длительность действия ударного импульса

Наиболее предпочтительной формой приспособления является приспособление в форме куба, что позволяет крепить изделие в трёх плоскостях. Резонансная частота куба связана с длиной его ребра соотношением:

(1)

Изменение параметров вибрации осуществляют при помощи следующих типов виброприспособлений: индуктивные, трансформаторные, электродинамические, электромагнитные, емкостные, пьезоэлектрические и др. Наиболее широко используются пьезоэлектрические вибропреобразователи, которые работают в широком диапазоне частот и ускорений, имеют малые габариты и вес. Основные типы: ИС - 318, ИС - 579А, Д23 и др.

Испытание на воздействие одиночных ударов

Таблица 3 - Параметры воздействий

Длительность для импульса полусинусоидальной формы из предложенной таблицы для fo < 500 Гц

5000-10000 0,2±0,1 20.000 и > 0,05±0,02

Длительность действия ударного ускорения в мс трапецеидальной и треугольной формы:

(2)

где n от 3 до 100.

(3)

Рекомендуется испытания на ударную устойчивость проводить после испытаний на ударную прочность. Характер закрепления РЭСИ на столе стенда зависит от её назначения, места установки и предполагаемого способа транспортирования. Переносная РЭСИ испытывается на ударную прочность при закреплении в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, причем продолжительность испытаний в эксплуатационном положении составляет 50%, а в двух других - по 25% общего времени испытаний.

Ударную прочность оценивают по целостности конструкции (отсутствию трещин, наличию контакта между составляющими конструкциями).

Оборудование для испытаний

Ударные стенды классифицируют по следующим признакам:

• по характеру воспроизводимых ударов: стенды одиночных и многократных ударов;

• по способу получения ударных перегрузок: стенды свободного падения и принудительного разгона платформы с изделием;

• по конструкции тормозных устройств: с жёсткой наковальней, с пружинящей наковальней, с амортизирующими прокладками и др.

В зависимости от конструкции УС и в особенности применяемого тормозного устройства получают ударные импульсы полусинусоидальной, треугольной, трапецеидальной формы.

Наиболее широко для испытаний на одиночные удары служат ударные стенды копрового типа, а на многократные удары - стенды кулачкового типа, воспроизводящие удары полу синусоидальной формы.

Рисунок 1 - Стенд для испытаний на воздействие многократных ударов:

1 - стол; 2 - изделие; 3 - кулачок; 4 - амортизационные прокладки;

5 - основание; 6 - направляющие; 7 - корпус; 8 - двигатель.

Таблица 4 - Основные характеристики некоторых УС

Для измерения параметров ударного импульса используют аппаратуру, соединяемую следующим образом:

Рисунок 2 - Измерение параметров ударного импульса:

1 - измерительный преобразователь; 2 - согласующий усилитель;

3 - фильтр; 4 - регистрирующий прибор (осциллограф с запоминанием).

Более современным направлением при регистрации ударных процессов является аналого-цифровые измерители параметров удара. Использованиетаких ударов позволяет повысить точность измерений, даёт большую достоверность, оперативную связь с ЭВМ. Основными узлами таких устройств является фиксатор уровня и аналоговое запоминающее устройство. В фиксаторе уровня сигнал преобразуется в ступенчатую функцию, затем запоминается и можно его многократно воспроизводить.