Механические испытания
1. Вибрационные нагрузки
В зависимости от назначения и места установки РЭА может подвергаться различным механическим воздействиям. Наиболее часто РЭА испытываем действие вибрации, которая может возникать при транспортировании, при работе различных механизмов, в случае установки РЭА на самолеты, корабли, автомобили и т.д.
В механизмах вибрация может вызываться периодическими силами, возникающими при движении с ускорениями неуравновешенных масс, вследствие периодических толчков, из-за неодинаковой жесткости различных элементов конструкций и ряда других причин./4,5/.
Практика показывает, что интенсивность воздействия вибрации в некоторых случаях может определяться не только величиной амплитуды колебаний, но и величиной максимального ускорения.
Наибольшую опасность для вибрирующих элементов представляет случаи, когда частота вибрации совпадает с их собственными частотами колебании, т.е. когда возникают резонансные явления.
Вибрация РЭА устанавливаемой на самолете, зависит от его типа, места расположения РЭА, способа ее установки и крепления. Возможны следующие основные причины возникновения вибрации на самолете: работа силовой установки, работа системы управления (рули, элероны) и аэродинамическая вибрация (срыв потока, при появлении вихрей).
Иногда из-за неправильного конструирования самолета при критической для данного самолета скорости возникают без каких-либо внешних воздействий автоколебания, получивших название «флаттер» - трепетание.
При изучении колебаний самолета серьезное внимание уделяется следующим его участкам: центральный участок, наружные две трети части крыльев, хвостовое оперение, расположение силовой установки. Центральный участок включает в себя почти весь фюзеляж, центроплан примерно 1/3 размаха крыльев. Радиоэлектронная аппаратура, размещенная в пределах данного участка, испытывает вибрацию с частотой от 3 до 50 Гц и соответственно с амплитудой от +2 до +0,75 мм. Участок, содержащий силовую установку, характеризуется вибрацией от 10 до 500 Гц соответственно с амплитудой 0,37 до +0,025 мм.
При взлете посадке, при выполнении фигур высшего пилотажа и в других случаях самолеты испытывают перегрузки равные отношению геометрической сумме ускорении (включая ускорение силы тяжести) к ускорению силы тяжести g.
Вибрация на корабле вызывается работой двигателя, вращением винтов, а также гидродинамическими силами, действующими на корпус и надстройки. Значительное влияние на параметры вибрации РЭА оказывает ее месторасположение на корабле. Наименьшая вибрация имеет место в основной (средней) части корабля, где амплитуда не превышает +0,6 мм на частоте 1 Гц.
Максимальные амплитуды наблюдаются в кормовой части судна и достигают +25 мм при частоте 2 Гц.
Вибрация РЭА зависит также от способов ее крепления. Под действием воздушных потоков возможно возникновение механических колебаний в телевизионных башнях, мачтах радиорелейных передач.
Совпадение частот вибрации с собственными резонансными частотами элементов приводит к обрыву проводов в местах их закрепления или соединения с деталью, нарушению герметизации, возникновению коротких замыканий между деталями. Установлено, что мелкие радиодетали с выводами от 0,6 до 1,06 мм, длиной 30 мм и весом от 0,03 до 12,4г имеют собственные резонансные частоты от 200 до 450 Гц. Укорочение длины выводов приводят к росту собственной резонансной частоты. Этим можно пользоваться для ускорения вибрации. Повышение резонансной частоты и уменьшение амплитуды вибрации может достигаться применением более толстых проводов, уменьшением веса деталей специальным креплением их на шасси.
Воздействие вибраций на электровакуумные приборы вызывает повреждение нитей накала и подогревателей, нарушение контактов в местах точечных сварок, изменение междуэлектродных расстояний, увеличение виброшумов ламп, повреждение спая металла со стеклом, ухудшение вакуума. Установлено, что для электровакуумных приборов (пальчиковые лампы) наиболее опасным является интервал частот от 175 до 500 Гц, в котором расположены их собственные резонансные частоты.
Уменьшение вибрации можно достигнуть путем установки между вибрирующим объектом и его основанием упругих прокладок, применением различного типа амортизаторов, изготовлением ряда деталей из пластмасс.