Федеральное агентство по образованию

ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ПермГТУ)

Кафедра ракетно-космической техники и энергетических установок

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОБСТВЕННЫХ ВИБРОАКУСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Методические указания к лабораторной работе

для студентов специальностей

130600 «Ракетостроение» и 130400 «Ракетные двигатели»

Пермь 2005

УДК 621.833: 519.004

ББК 34.41

С

Рецензенты:

Доктор технических наук профессор Пермского государственного технического университета Р.В. Бульбович

Сальников А. Ф.

Определение собственных виброакустических характеристик ракетного двигателя: Методические указания к лабораторной работе / А.С. Сальников: Пермский государственный технический университет. Пермь, 2002.

Обоснован принцип построения собственных виброакустических колебаний ракетного двигателя для решения вопросов технической диагностики его состояния и определения величины дисперсии при определении поля допуска параметра при оценке надежности изделия в партии. Приведена методика модельного анализа объекта и определение передаточной функции двух элементов РДТТ: корпус - топливо.

Предназначается для студентов специальностей 130600 «Ракетостроение» и 130400 «Ракетные двигатели»

Введение

В процессе отработки изделия на стадии научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР) одной из важнейшей задачи является определение собственных частот колебаний изделий. Собственная частота элемента является индивидуальной характеристикой, как геометрический размер, но в отличие от однозначности любого параметра собственная частота несет дополнительную информацию, связанную с изменением не только геометрических размеров, но о качестве изготовления (наличии дефектов) и пр. Поэтому изменение собственных частот конкретного изделия может служить основой проведения технической диагностики. Основной задачей в проведении технической диагностики любого изделия является накопление априорной информации, которая должна соответствовать определению «Изделие годно». Условия набора информации годности изделия ведется на всех стадиях технологического процесса по детальной (по операционной) готовности детали, узда, агрегата сборки изделия.

Наряду с определением собственных частотных характеристик деталей, узлов, элементов и изделия в целом, важнейшей задачей является определение передаточных функций между деталями, узлами и сборками. Источник возмущения при работе изделия, как правило, находится во внутренних структурах работающих механизмов. Измерение виброакустических сигналов осуществляется на наружных поверхностях изделия, что вносит существенное изменение в амплитудно-частотных характеристиках источника вибраций. Это связано с наложением на возмущение собственных частотных характеристик передаточного звена. Характеристикой оценки прохождения вибрационного возмущения через любую структуру является передаточная функция. Кроме того, передаточная функция является достаточно информативной структурой в оценке работоспособности изделия, поскольку позволяет выделить условия сборки, величины зазоров, износа, натяга и пр. характеристики, формирующие условия работоспособности изделия.

Для построения диагностических технологий по оценке технического состояния изделия необходимо определение диапазона разбросов по амплитудно-частотным характеристикам конкретного изделия. Это связано с технологическими допусками на изготовление деталей, элементов, узлов, что приводит к незначительному изменению амплитудно-частотных характеристик изделия в целом. Но это не приводит к нарушению работоспособности изделия, поэтому определение верхнего и нижнего поля допуска на величину разброса измеряемых характеристик, является задачей по формированию оценочной пригодности внутри партии изделий, так и межпартийных.

Целью данной работы является получение практических навыков проведения исследовательских работ по определению собственных частотных характеристик изделия на примере модельного ракетного двигателя, построение передаточных функций корпус – топливо, топливо – корпус. Определение величины разброса параметров для поля допуска для модели диагностирования технического состояния, как для внутрипартийного допуска, так и межпартийного. Работа выполняется на натурных двигателях, имеющих заменитель топливного заряда из бутил каучукового полимерного материала со свойствами близкими к штатному заряду

Данная работа базируется на модальном анализе определения собственных амплитудно-частотных характеристик объекта и направлена на закрепление знаний, умений и навыков по проблеме собственных и вынужденных колебаний изделий.