9. Испытание на механическое воздействие

Виды механич. испытаний:

1. На обнаружение резонансных частот конструкции и проверку отсутствия их в заданном диапазоне частот

2. Виброустойчивость и вибропрочность

3. Ударную прочность и ударную устойчивость

4. Воздействие одиночных ударов

5. Линейное ускорение

6. Акустический шум

Все испытания проводятся при нормальных климатических условиях.

Повышенная t окруж. среды при испытании за счет выделения тепла стендом допускается при условии что она не превышает верхнего значения рабочей t_ср заданной в ТУ на изделие.

Способ крепления изделия при механич. испыт. указан в ТУ или программе

Испытания с учетом возможных вариантов его расположения при транспортировке и эксплуатации, время выдержки в заданном режиме отсчитывается с момента достижения параметров испытательного режима.

Наиб. влияние на изд. оказывает сочетание вибрационных нагрузок, вибрационных ударов(одиночных), поэтому испытания на указан. воздействия проводятся в первую очередь.

Виды механич. испытаний и их последовательность указаны в программе испытаний и зависит от условий эксплуатации и транспортирования, типопроизводства.

Например: программу определяемого испытания опытных образцов и образцов установочных серий включают все виды механич. испытаний, а для образцов изготовленных в серийном производстве, т. е. периодически испытанных только испытания предусмотренные стандартов и ТУ.

Надежность работы изделия обеспечивается благодаряналичию конструктивных запасов на вибропрочности, виброустойчивости, резонансной частоте и др.

Конструктивный запас по резонансной частоте оценивается с помощью коэф. конструкторского зопаса: К_З=f_он/f_в

f_он наименьшая резонансная частота изделия, f_в верхняя частота рабочего диапазона задан. в ТУ. Из формулы видно что чем больше f_он тем больше коэф. запаса, из этого следует что выше вибропрочность при равных рабочих условиях.

10. Воздействие ударной нагрузки/(режимы колебаний – баллистический, квазистатический и квазирезонансный)

В механике абсолютно твердого тела удар рассматривается как некоторый скачкообразный процесс, продолжительность которого бесконечно мала.

Во время удара в точки соприкосновения соударяющихся тел возникают большие, но мгновенно действующие силы, приводящие к конечному изменению количества движения.

В реальных системах всегда действуют конечные силы в течении конечного интервала времени и соударение двух движущих тел, связано

с деформацией вблизи точки соприкосновения и распространения волны сжатия внутри этих тел.

Продолжительность удара зависит от многих физических факторов: упругих характеристик материалов соударяющихся тел, их формы и размера, относительной скорости движения и т.д.

Изменение ускорения во времени принято называть импульсом ударного ускорения или ударным импульсом, а закон изменения ускорения во времени – формой изменения ударного импульса.

К основным параметрам ударного импульса относят пиковое ударное ускорение (перезагрузка).

Результат воздействия удара на изделие (реакции изделия) зависит от его динамических свойств: массы, жесткости и частоты собственных колебаний.

Под реакцией изделия на воздействие ударного импульса понимают отклик изделия на это воздействие. Различают несколько основных видов реакций изделия соответствующих баллистическому, квазирезонансному и статическому режимам возбуждения.

Воздействие удара на упаковку

Воздействие удара на упаковку создает колебание системы с частотой f₁, f₂, f₃, которые являются примером резонансных частот.

Результат воздействия удара на изделие зависит от его динамических свойств:

• Массы

• Жесткости

• Частоты собственных колебаний изделия.

Реакции изделия на воздействие ударного импульса – это отклик изделия на это

воздействие.

При однократном ударном воздействии в элементах изделия возможно 3 режима колебаний: баллистический, квазистатический, квазирезонансный.

Возникновение того или иного режима определяется соотношением между длительностью импульса возбуждения (D) и периодом собственных колебаний конструкции:

Z = D*f

Отклики для резонансных частот

а_max – экстремальное значение отклика ускорения

(+I) – положительный начальный ударный спектр

(+R) – положительный остаточный ударный спектр

(-I) – отрицательный начальный ударный спектр

(-R) – отрицательный остаточный ударный спектр

Баллистический режим (1ая кривая), имеет место при Z<<1, когда конструктивный элемент имеет сравнительно большую массу при малом коэф. упругости.

В этом случае за время действия импульса возбуждения элемент практически не перемещается, и вся энергия ударного воздействия затрачивается на его сжатие.

По окончании импульса воздействия элемент движется по закону свободных колебаний с амплитудой ускорения обратно пропорциональной частоте свободных колебаний, при этом максимально не зависит от формы кривой импульса возбуждения.

Квазирезонансный режим (2ая кривая) – начальная реакция системы на удар достигает максимума во время действия импульса возбуждения и сохраняется на том же уровне после их окончания, Z при этом приблизительно 1.

Квазистатический режим (3ая кривая) – имеет место при Z>1. В системе обладает малой m и достаточно большой жесткостью. В этом режиме перемещение m системы и её ускорение во время удара практически совпадает с перемещением и ускорением по окончании ударного воздействия система колеблется с собственной частотой.