Способ динамических испытаний изделий

Способ динамических испытаний изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - побьопение точности имитации эксплуатационных нагрузок изделия от многократных ударов. Способ заключается в том, что предварительно измеряют собственные частоты критичных элементов изделия при вибрационном возбуж9eHOftc fue дении изделия на нескольких уровнях, при которых максимальные уровни критичных элементов изделия соответствуют уровням заранее определенных ударных спектров изделия от заданного режима многократных ударов. Затем определяют коэффиоденты конструкционного демпфирования и ускорения критичных элементов при возбуядении изделия ударами с амшштудами, соответствующими амплитудам заданного режима многократных ударов После этого изделие подвергают воздействию узкополосной вибрации с переменной . частотой, уровень которой в поддиапазонах собственных частот устанавливают в соответствии с коэффициентами конструкционного демпфирования на . этих частотах. Способ позволяет имитировать эксплуатационные нагрузки изделия от многократных ударов. 1 з.п. ф-лы, 7 ил. (Л N9 4 4ib СП Ю Чаеяго/па

. COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ур 4 С 01 М 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3709428/25-28 (22) 09.01. 84 (46) 15.07.86. Бюп. )) 26 (72) О.С. Баскаков, Д. К. Драгун, В,Н.Левашев, А.И.Забегаев и Б.В.Пшеннов (53) 620. ) 78.5 (088.8) (56) Случайные колебания./Под.ред.

С.Кренделла. -М.: Мир, 1967, с.317321 °

Авторское свидетельство СССР

У 732716, кл. G 01 М 7/00, )978. (54) СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к испытательной технике.. Цель изобретения— повышение точности имитации эксплуатационных нагрузок изделия от многократных ударов. Способ заключается в том, что предварительно измеряют собственные частоты критичных элементов изделия при вибрационном возбужВ

„„SU„„1244527 . A1 денни изделия на нескольких уровнях, при которых максимальные уровни критичных элементов изделия соответству.— . ют уровням заранее определенных ударных спектров иэделия от заданного режима многократных ударов. Затем определяют коэффициенты конструкционного демпфирования и ускорения критичных элементов при возбуждении изделия ударами с амплитудами, соо1ветствующими амплитудам заданного режима многократных ударов. После это-. го иэделие подвергают воздействию узкополосной вибрации с переменной частотой, уровень которой в поддиапазонах собственных частот устанавливают в соответствии с коэффициентами конструкцнонного демпфирования на . этих частотах. Способ позволяет имитировать эксплуатационные нагрузки изделия от многократных ударов.

1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1244527

Ф

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способу динамических испытаний изделий.

Цель изобретения — повышение точности имитации эксплуатационных нагрузок иэделия от многократных ударов путем предварительного измерения собственных частот и коэффициентов конструкционного демпфирования критичных элементов на уровнях нагрузок, 10 соответствующих уровням заданного реяла многократных ударов.

На фиг.1 изображены амплитудночастотные характеристики испытуемого

15 изделия на различных уровнях и огибающая ударных спектров заданного режима многократных ударов, на фиг.2уровни вибрационного возбуждения при измерении собственных частот;

20 на фиг.З вЂ” схема нагружения изделия ударными нагрузками; на фиг.4 - импульсы ударного нагружения изделия; на фиг.5 — типовая осциллограмма затухающего колебательного процесса

К-ro критичного элемента при возбуждении изделия ударами; на фиг.6амплитудно-частотные характеристики изделия при узкополосной вибрации, ударный спектр и огибающая ударных спектров изделия при заданном режи30 ме многократных ударов, на фиг.7— зависимости ускорения от частоты узкополосной вибрации, с помощью. которой определяют число циклов вибрации .на последнем этапе.

Способ осуществляется следующим образом.

Предварительно измеряют собственные частоты критичных элементов изделия при вибрационном возбуждении,40 изделия на нескольких уровнях !фиг.2) при которых максимальные уровни 1 и 2 вибрации критичных элементов изделия соответствуют уровням заранее определенных ударных спектров 45 (огибающая 3) изделия от заданного режима многократных ударов. На фиг.1 показана типовая картина, получаемая на начальном этапе испытаний, где через 1 ю в в 4 fg H 6

50 обозначены зафиксированные собственные частоты критичных элементов изделия °

Затем измеряют коэффициенты конструкционного демпфирования и ускоре- 55 ния критичных элементов при возбуждении изделия 4, закрепленного на массе 5, ударами (см. фиг.3) с амплитудами, соответствующими амплитудам заданного режима многократных ударов, и длительностями, равными полупериодам собственных колебаний критичных элементов.

Ударные воздействия используются в качестве эталонных воздействий, позволяющих определить рассеяние энергии при упругих колебаниях изделия и его элементов. Форма импульсов может быть полусинусоидальной или близкой к ней.

На фиг.! видно, что для опреде-. ления параметров конструкционного демпфирования требуется 6 ударных л л импульсов с длительностями (фиг.4), определенными по зависимости: л 1

1, к 2 „ причем К = 1-6.

Испытуемое изделие оснащают системой измерения динамических процессов, например ускорений. На изделии регистрируют затухающие колебательные процессы, происходящие в критичных элементах изделия, при действии на него импульсов ударных ускорений с определенными выше характеристиками. На полученных осциллограммах затухающих колебаний строятся огибающие кривые, как показано на фиг.5.

Выделяя участок колебательного процесса (фиг.5) от времени t до можно определить коэффициент и конструкционного демпфирования

К -го критичного элемента по формуле.

1 у Ам п ьИ—

1 к("щ " 1 ) Aî.

qPe 41к.= 2gfk собственная частота К -го критичного элемента;

А — амплитуда колебаний K- го

1Я . критичного элемента в момент времени t

А — амплитуда колебаний этого о элемента в момент ty, Далее изделие подвергают воздействию узкополосной вибрации с переменной частотой, уровень которой в поддиапазонах собственных частот устанавливают в соответствии с коэффициентами конструкционного демпфирования на этих частотах. Уровень А вибрации устанавливают по соотношению.

1244527

2п»Х»

А =

»

) ф t где (— укорение К-го критичного

» элемента при возбуждении изделия ударами; и — коэффициент конструкционк ного демпфирования к-ro критичного элемента.

Весь частотный диапазон можно разбить на ряд поддиапазонов (фнг.б) в пределах которых амплитуда узкополосной вибрации постоянна, что дает возможность применять известные методы управления вибростендами, например проводить испытания сканированием частоты в пределах поддиапазона с постоянным уровнем. На фиг.б также показаны отдельные амплитудно-частотные характеристики 6 вибраций на различных частотах, Таким образом, выражение для А дает возможность определить амплитуды узкополосной вибрации, создающей на изделии нагружение элементов, эквивалентное нагружению при многократных ударных воздействиях.

Число циклов вибрации на последнем этапе задают равным числу циклов заданного режима многократных ударов.

Как видно из фиг.б,из-за узкополос ности вибрации испытания необходимо проводить таким образом, чтобы перекрыть весь спектр собственных частот изделия и эксплуатационных нагрузок.

Для этого испытания проводят на нес» кольких фиксированных частотах или методом сканирования, при этом необходимо пройти весь частотный диапазон, диапазон отклика изделия от . многократных ударов, и достичь требуемое число циклов нагружения. Исходя из допустимой в инженерных расчетах точности л.10Х при определении

-числа циклов нагружения в качестве полосы 4 f< частот, где реализуется определенное число циклов нагружения, принимается ширина резонансной кривой на уровне 0,9 от максимальной амплитуды.

Время испытаний на средней частоте f< определяется следующим образом:

2f„ где М„- число многократных ударов, приведенное для данной полосы частот °

Время испытаний определяется следующим образом . — в пределах каждого. интервала частот (показанных на фиг.б и соответствующих горизонтальным участкам лсманой) находится средняя частота

f интервала (фиг. 7); — определяется полоса ьЕ частот

М резонансной кривой

- определяется время испытаний по приведенной формуле;

10 — определяется число участков. шириной дЕ„ в пределах каждого интервала частот;

- определяется время испьгганий в пределах каждого интервала как сумма времен испытаний на частотах f

Е о л определяется время испытаний по всему частотному диапазону как сумма времен для каждого интервала °

Испытания на фиксированных частотах Е„, Е ., ° . в пределах интервалов целесообразно заменить сканированием частоты, проходя интервал с постоянной скоростью за время гц =1 .

Если в диапазоне частот вибрационных воздействий отсутствуют резонансные частоты, можно принять за резо30 нансные минимальную Е„, „максимальмрн ° нук Е и одну среднюю частоту диапазона

Еман+ Емекс

СР 2

Способ позвопяет проводить испыЗ5 тания крупногабаритных протяженных изделий массой в несколько тонн на нагрузки, эквивалентные многократным механическим ударам. При этом обеспечивается значительное сокращение времени и трудоемкости испытаний, а также экономия трудовых и материальных ресурсов, связанных с подготовкой испытаний. ю

Формула из обр етения

1. Способ динамических испытаний изделий, заключающийся в том, что предварительно измеряют собственные 0 частоты критичных элементов изделия при вибрационном возбуждении изделия, а также коэффициенты конструкционного демпфирования, а затем изделие подвергают воздействию узко 5 полосной вибрации с переменной частотой, уровень которой в поддиапазонах собственных частот устанавливают в соответствии с коэффициентаI244527 ми кЬнструкционного демпфирования на этих частотах, о т л и ч а ю— щ и Й с я тем, что, с целью повышения точности имитации эксплуатационных.нагрузок изделия от многократных ударов, вибрационное возбуждение изделия при измерении собственных частот проводят на нескольких уровнях, при которых максимальные уровни вибрации критичных элементов изделия соответствуют уровням заранее определенных ударных спектров изделия от заданного режима многократных ударов, затем измеряют коэффициенты конструкционного демпфирования и ускорения критичных элементов при возбуждении изделия ударами с.амплитудами, соответствующими амплитудам заданного режима многократных ударов, и длительнос-.

1 тями, равными полупериодам .собственных колебаний критичных элементов, .а уровень А вибрации устанавливают по соотношению:

2па Хк

5 А

cd где t4„- собственная частота К-ro критичного элемента;

Х - ускорение К-ro критичного к

1О элемента при возбуждении изделия ударами;

l1 — коэффициент конструкционнок го демпфирования К-r î критичного элемента.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и Й с я тем, что число циклов вибрации на последнем этапе, задают равньм числу циклов заданного режима

20 многократных ударов.

1244527

aMtr

Сбставитель В.Мешковский

Редактор Л.Пчелинская Техред И.Попович Корректор С.Шекмар

Заказ 3907/45 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4