Способ усталостных испытаний

(51)5 6 01 М 7/О ЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авиационная и ракетная техника/Техническая информация ЦАГИ, 1989, М 10, (1608), с. 11-14, рис. 1.Малинский В,Д, Контроль и испытания радиоаппаратуры,М.: Энергия, 1970,с.273- 277, рис. 5 - 17 и 5 - 18. 54) СПОСОБ УСТАЛО СТН ЫХ ИСПЫТАНИЙ 57) Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам усталостных испытаний изделий, и может быть. использовано, например, в авиации для опИзобретение относится к испытательной технике, а именно к способам усталостных испытаний, и может быть использовано, например, в авиации для определения виброакустической выносливости тонкостенных, конструкций.Известен способ испытаний на виброакустическую прочность, согласно которому обеспечивают совместное воздействие на конструкцию динамической и статической нагрузок в закрытых боксах попутно с испытанием двигателей. Настройка режима в этом случае заключается в подборе и назначении длительности и интенсивности возбуждения конструкции,Однако при этом снижается КПД из-за выделения значительной части энергии в окружающую среду, требуются защитные (от шума) сооружения, При неэдекпатных исределения виброакустической выносливости тонкостенных конструкций, Цель - приближение условий испытаний к натурным путем обеспечения возможности учета пространственного распределения нагрузок в объекте испытаний при повышении экономичности и технологичности процесса испытаний. Способ усталостных испытаний заключается в одновременном статическом и виброакустическом нагружении объекта испытаний, измерении и определении параметров его физического состояния, при этом виброакустическое нагружение осуществляют силовыми воздействиями локальных токовихревых импульсов,причемсначалапроизводят предварительное нагружение, а затем по результатам измерений реализуют требуемые последовательность и уровни силовых воздействий каждого токовихревого импульса. 2 ил. точниках шума спектры и корреляция давлений обычно далеки от реальных.Способ испытаний с использованием с вибростенда позволяет воспроизвести до- ф статочно разнообразное по спектру нагружение. Спектр при этом задают с помощью управляющей программы вибростенда, а уровень общей интенсивности нагрузки корректируют по результатам измерений переменных напряжений или виброускорений. В этом случае накладывается существенные ограничения по массе и габаритам испытуемых изделий. Корреляция нагрузок не учитывается, а сочетание динамического . нагружения со статическим труднодостижимо ввиду необходимости вывешивания конструкции.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ испытаний на вибрсакустическую прочность5 10 15 20 проводимый с наибольшим приближениемк реальным условиям акустического нагружения в камерах с воздушными модуляторами при сочетании со статическим инизкочастотным вибрационным нагружениями, При этом возбуждающий сигнал создают воздушной (или азотной) струейподаваемой в модулятор, основными элементами которого являются рупор и вибрирующий по программе клапан,Недостатками указанного способа являются далекая от реальных нагрузок пространственная корреляция давлений наповерхности конструкции, низкий КПД,сложность и дороговизна обязательного условия осуществимости данного способа -наличия акустической камеры.Цель изобретения - приближение условий испытаний к натурным путем обеспечения возможности учета пространственногораспределения нагрузок в объекте испытаний при повышении экономичности и технологичности процесса испытаний,Поставленная цель достигается тем, чтопроизводят статическое и виброакустическое нагружения объекта испытаний, измерение и определение параметров егофизического состояния. При этом статическое и виброакустическое нагружения производят одновременно, виброакустическоенагружение осуществляют силовыми воздействиями локальных токовихревых им- .. пульсов, причем сначала производятпредварительное нагрукение, а затем порезультатам измерений реализуют требуемые последовательность и уровни силовыхвоздействий каждого токовихревого импульса.На фиг, 1 представлены примеры спектров мощности возбуждающих импульсовпри разных параметрах колебательногоконтура генератора токовых импульсов, где. пунктирной линией представлен образецспектральной плотности мощности пульсаций давления вблизи конструкции, полученной по данным эксперимента; на фиг, 2 -график пространственного распределениякоэффициента взаимной корреляции пульсаций давления от струи реактивного двигателя на одной из преобладающих приколебаниях конструкции частот 1,При реализации такой корреляции базовый индуктор может быть размещен в определенной из натурного экспериментаточке максимального виброакустическогонагружения, С этой точкой совмещается точка А указанного графика. Индукторы, действующие одновременно с базовым,размещаются в точках, расположенныхвблизи максимумов графика (точки Б и В),Если мощности этих индукторов недостаточно, их можно размещать также вблизи минимумов (точки Г и Д), причем индукторы в точках Г и Д включаются с временным сдвигом относительно базового на величину1времени Т =Способ реализуют при усталостных испытаниях поворотного щитка, конструктивно выполненного из материала Д 16 (тонкая листовая обшивка д = 1 мм, максимальный размер отдельных клеток обшивки 300 х х 150 мм, гнутые и фрезерованные подкрепляющие элементы), закрепленного как при эксплуатации с одного края на оси и нагружаемого при этом статической и пульсирующей нагрузкой. По методике, проиллюстрированной на фиг, 1, подбирают спектр импульсов силы. В качестве возбудителей используют малогабаритные индукторы (диаметр бц =. 30 мм; индуктивность=36 мкГн; число витков и = 50), устанавливаемые на расстоянии У = 1 - 1,5 мм от поверхности щитка в районах пучностей25 колебаний, общих для большинства тонов.Диаметр индуктора б (или связки индукторов) выбирают из условия бцЬ, где 1 -интервал пространственной корреляциидавлений на поверхности щитка(в пределах30 которого коэффициент корреляции давленийр(х)0,5), Уровень нагрузки выбираютисходя из близости местного максимального значения силы Ленца Рмакс, действующейот индуктора на щиток, к максимуму давле 35 НИЯ Рмакс ПРИ ЭКСПЛУатаЦИОННЫХ УСЛОВИЯХ(Рмакс =Лк /4 /Рмакс, где Рмакс - наиболь 2шее значение пульсаций давления),Согласно известной зависимости1 2 с-э40Рмакс = - макс -т - ,2 угде макс - наибольшее значение тока в им. пульсе;э - эквивалентное значение индуктивности системы индуктор-конструкция.45 макс определяется напряжением заряда Озар генератора токовых импульсов. ЗаВи С им О Сти макс (эзар) и 4-э/ (у/определяются экспериментально, Для обеспечения заданной пространственно-вре 50 менной корреляции подбирают порядокподключения индукторов и корректируютместные Рмакс на основе измерения напряжений датчиками на испытуемом объекте ипроизводят расчет на ЭВМ рассогласова-.55 ния требуемого и получающегося видов пространственно временного спектра Я(1, г),Формула изобретения,Способ усталостных испытаний, заключающийся в статическом и виброакустиче-.ском нагружении объекта испытаний, измерениии определении параметров его физического состояния, о тл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью приближения условий испытаний к натурным путем обеспечения возмож ности учета пространственного распределения нагрузок в объекте испытаний при повышении экономичности и технологичности процесса испытаний,10 статическое и виброакустическое нагружения производят одновременно, при этом виброакустическое нагружение осуществляют силовыми воздействиями локальных токовихревых импульсов, причем сначала производят предварительное чагружение, а затем по результатам измерений реализуют требуемые последовательность и уровни силовых воздействий каждого токовихревого импульса,роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Г на,Тираж Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5