Способ динамических испытаний изделий

енГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ е Бюп У 26аков, Д.К.Драгун,А.И.Забегаев и Б.В,Пш5 (088.8)е колебания.. а 01 М 7/00, 1978.ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ Д (57) Изобретение относится к испь тельной технике Цель изобретения повышение точности имитации э тационных нагрузок изделия от кратных ударов. Способ заключ в том, что предварительно измеряю собственные частоты критичных эле тов изделия при вибрационном возб ВУ фюзи с 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, соо 1- ветствующими амплитудам заданного режима многократных ударов. После это-. го иэделие подвергают воздействию узкополосной вибрации с переменной частотой, уровень которой в поддиапазонах собственных частот устанавли- Е вают 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.1244527 1Изобретение относится к испытательной технике а именно к способу динамических испытаний изделий.Цель изобретения - повышение точ.ности имитации эксплуатационныхнагрузок иэделия от многократных ударов путем предварительного измерения собственных частот и коэффициентов конструкционного демпфирования критичных элементов на уровнях нагрузок, 1 О. соответствующих уровням заданного ревима многократных ударов. На фиг.1 изображены амплитудночастотные характеристики испытуемого15изделия на различных уровнях и огибающая ударных спектров заданногорежима многократных ударов; на фиг.2 уровни вибрационного возбужденияпри измерении собственных частот;20на фиг.З - схема нагружения изделияударными нагрузками на фиг 4 " импульсы ударного нагружения изделия;на фиг.5 - типовая осциллограммазатухающего колебательного процессаК-го критичного элемента при возбуждении изделия ударами; на фиг.6 амплитудно-частотные характеристикиизделия при узкополосной вибрации,ударный спектр и огибающая ударныхспектров изделия при заданном режи 30ме многократных ударов; на фиг.7 -зависимости ускорения от частотыузкополосной вибрации, с помощью.которой определяют число циклов вибрации .на последнем этапе. 35Способ осуществляется следующимобразом,Предварительно измеряют собственные частоты критичных элементов изделия при вибрационном возбуждении ,физделия на нескольких уровнях фиг.2при которых максимальные уровни 1и 2 вибрации критичных элементовизделия соответствуют уровням заранее определенных ударных спектров ф 5(огибающая 3) изделия от заданногорежима многократных ударов. На фиг.1показана типовая картина, получаемая на начальном этапе испытаний,где чеРез й, Е, Й, Й,и%ф " ф ф 50обозначены зафиксированные собственные частоты критичных элементов изЗатем измеряют коэффициенты конструкционного демпфирования и ускоре" 55ния критичных элементов при возбуждении изделия 4, закрепленного намассе 5, ударами (см. фиг.З) с амплитудами, соответствующими амплитудам заданного режима многократныхударов, и длительностями, равнымиполупериодам собственных колебанийкритичных элементов.Ударные воздействия используются в качестве эталонных воздействий,позволяющих определить рассеяниеэнергии при упругих колебаниях изделия и его элементов. Форма импульсов может быть полусинусоидальнойили близкой к ней.На фиг. видно, что для опреде-.ления параметров конструкционногодемпфирования требуется 6 ударныхл лимпульсов с длительностями 1- 6(фнг.4), определенными по зависимости:л 1еиКпричем К = 1-6,Испытуемое изделие оснащают системой измерения динамических процессов, например ускорений. На изделии регистрируют затухающие колебательные процессы, происходящие вкритичных элементах изделия, придействии на него импульсов ударныхускорений с определенными выше характеристиками. На полученных осциллограммах затухающих колебаний строятся огибающие кривые, как показанона фиг.5.Выделяя участок колебательногопроцесса (фиг.5) от времени йе дой , можно определить коэффициенти конструкционного демпфированияК -го критичного элемента по формуле:1 д Аюи =- ---- Ь - ,к("а "о) АоГде 4= 2 Лйссобственная частота К -гокритичного элемента;А - амплитуда колебаний К- гокритичного элемента в моментвремени ФА - амплитуда колебаний этоговэлемента в момент й.Далее изделие подвергают воздействию узкополосной вибрации с переменной частотой, уровень которой вподдиапазонах собственных частотустанавливают в соответствии с коэффициентами конструкционного демпфирования на этих частотах. Уровень Авибрации устанавливают по соотношению:(р 2 Фгде ( - укорение К-го критичногоКэлемента при возбужденииизделия ударами;и - коэффициент конструкционкного демпфирования к-гокритичного 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 10 Х при определении .числа циклов нагружения в качестве полосы ьЕ частот, где реализуется определенное число циклов нагружения, принимается ширина резонансной кривой на уровне 0,9 от максимальной амплитуды.1Время испытаний на средней частоте Е определяется следующим образом:Я2 Егде М - число многократных ударов,приведенное для даннойполосы частотВремя испытаний определяется следующим образом:- в пределах каждого. интервалачастот (показанных на фиг,б и.соответствующих горизонтальным участкамлсманой) находится средняя частотаЕ, интервала (фиг. 7);- определяется полоса ьЕ частотМрезонансной кривой" определяется время испытанийЕ по приведенной формуле;10 - определяется число участков. шириной ьЕ в пределах каждого интервала частот;- определяется время испьгганий впределах каждого интервала как сумма 15 времен испытаний на частотах Е,Е еуопределяется время испытанийпо всему частотному диапазону каксумма времен для каждого интервала.Испытания на фиксированных частотах Е, Ек. в пределах интервалов целесообразно заменить сканированием частоты, проходя интервал спостоянной скоростью за время 25 йи = т Т.Если в диапазоне частот вибрационных воздействий отсутствуют резонансные частоты, можно принять за резонансные минимальную Е, максимальмрнную Еи одну среднюю частотудиапазонаЕман+ ЕмексСР 2Способ позвопяет проводить испыЗ 5 тания крупногабаритных протяженныхизделий массой в несколько тонн нанагрузки, эквивалентные многократным механическим ударам. При этомобеспечивается значительное сокраФщение времени и трудоемкости испытаний, а также экономия трудовых иматериальных ресурсов, связанныхс подготовкой испытаний.ЮФормула из обр етения1. Способ динамических испытанийизделий, заключающийся в том, что предварительно измеряют собственные 50 частоты критичных элементов изделияпри вибрационном возбуждении изделия, а также коэффициенты конструкционного демпфирования, а затем изделие подвергают воздействию узко полосной вибрации с переменной частотой, уровень которой в поддиапазонах собственных частот устанавливают в соответствии с коэффициента1244527 фо ми кЬнструкционного демпфированияна этих частотах, о т л и ч а ю -щ и Й с ятем, 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 максималь"ные уровни вибрации критичных элементов изделия соответствуют уровням заранее определенных ударныхспектров изделия от заданного режима многократных ударов, затем измеряют коэффициенты конструкционногодемпфирования и ускорения критичныхэлементов при возбуждении изделияударами с амплитудами, соответствующими амплитудам заданного режимамногократных ударов, и длительнос.-.1 тями, равными полупериодам.собственных колебаний критичных элементов,.а уровень А вибрации устанавливаютпо соотношению:2 па Хк5 АоЭ,где Ц- собственная частота К-гокритичного элемента;Х - ускорение К-го критичногок1 О элемента при возбуждении изделияударами;н - коэффициент конструкционнокго демпфирования К-го критичногоэлемента,152, Способ по п.1, о т л и ч а ющ и Й с я тем, что число цикловвибрации на последнем этапе, задаютравньм числу циклов заданного режима20 многократных ударов.1244527 Мещковский ставител Корректор С Пчелинская Техред И.Попович ар т з 3907/45 Тираж 778 ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., Подписи д. 4 ектная, 4 Производственно"полиграфическое предприятие, г. Ужгород, у