6.4. Средства испытаний изделий на удар.
Ударные испытания обычно проводят на специальных ударных стендах или на вибростендах. В состав ударного стенда входит ударная установка, системы управления и питания, системы измерения и анализа ударных процессов.
При испытаниях на ударных стендах ударные воздействия создаются ударными установками — механическими (копровыми или маятниковыми), пневматическими и гидравлическими. Общим для этих установок является наличие источника энергии небольшой мощности и аккумулирующего устройства, от которого энергия в виде кратковременного импульса передается изделию. Далее изделие тормозится упругим элементом, а энергия ударного движения поглощается демпфером.
Типичная механическая (копровая) ударная установка (рис. 6.3) состоит из подъемного механизма 1, скользящей рамы 2, на которой закрепляется испытываемое изделие 3 и демпфирующих устройств 4. Испытание производится сбрасыванием рамы 2 с определенной высоты.
Рис. 6.3. Механическая ударная установка.
Кинетическая энергия, приобретенная изделием в процессе разгона, поглощается при соударении рамы с демпфирующим устройством. Длительность ударного воздействия складывается из длительности торможения и длительности восстановления упругих деформаций соударяющихся тел. В конце торможения ускорение достигает максимума. Начальная скорость соударения, максимальное ускорение и максимальное перемещение в процессе соударения связаны уравнениями движения тел с заданными массами. Заданный закон изменения ускорения при ударе формируется путем подбора характеристик упругих и вязкоупругих элементов, образующих демпфирующие устройства.
Ударные установки сравнительно грубо моделируют реальные удары. Получаемое кинематическое ударное воздействие, как правило, имеет характер ВУП. Установки позволяют относительно точно управлять пиковым значением ударного ускорения и менее точно — его длительностью τ или длительностью фронта импульса τф. Возможности влияния на форму ударного импульса весьма ограничены и связаны с выбором конструкции и материала демпфера.
Многократное воспроизведение результатов испытаний здесь существенно зависит от механических характеристик испытываемых изделий и может быть удовлетворительным при испытании серии однотипных изделий на одной и той же испытательной машине.
Для более точного моделирования ударных воздействий обычно используются электродинамические и электрогидравлические вибростенды, оснащенные специальными системами автоматического управления. С помощью этих систем энергия передается испытываемому изделию непосредственно без промежуточного аккумулирования. Поэтому для питания электродинамических и электрогидравлических стендов, создающих ударные воздействия, требуются мощные источники внешней энергии.
Наличие систем автоматического управления позволяет здесь моделировать заданные ударные воздействия с высокой точностью независимо от механических характеристик испытываемых изделий и конструкции используемого испытательного оборудования.
Вопросы для самопроверки:
Что представляют собой ударные воздействия?
Что понимают под ударной прочностью?
Что понимают под ударной устойчивостью?
Что понимают под виброударным процессом?
Что понимают под ударным спектром?
Что представляет собой испытание на ударную устойчивость?
Что представляет собой испытание на ударную прочность?
Какие средства используют для испытаний изделий на удар?