Шарлот Бронте. Джен Эйр / 1 / 1

Whether it be in everyday appliances such as mobile telephones, wristwatches, electronic components in cars ... or more specific material such as components on board satellites or flight equipment in aircraft, they are all at some point during their lifetime subjected to various environmental stresses of temperature, humidity .... and more especially to mechanical shocks and vibrations. They must therefore be designed to withstand such conditions without damage, and the design must be verified by calculations and/or significant laboratory tests.

To avoid oversizing materials and to reduce development costs, the current trend is to use environmental test specifications that are close to the real environment.

The main methods for analysis and laboratory simulation of these mechanical environments are described in a five-volume work entitled "Mechanical Shocks and Vibrations", which also proposes an original method for drafting sizing and testing specifications on the basis of the life cycle profile of the material and measurements of the real environment:

Volume 1 is devoted to sinusoidal vibration (North America) and to swept sine vibration, widely used in tests to characterize the dynamic behavior of structures (natural frequencies, damping).

Volume 2 addresses the topic of mechanical shock (North America), presenting the shock response spectrum (S.R.S.) with its different definitions, its properties and the precautions to be observed in its calculation. The shocks most widely used in the usual facilities are identified, with their characteristics, indicating how test specifications with the same degree of severity as that of the real measured environment can be drafted.

This volume then describes how these specifications can be reached using classic laboratory facilities : shock machines, electrodynamic exciters controlled from a time signal or from a response spectrum, specifying the limitations, advantages and disadvantages of each solution.

Volume 3 examines the analysis of random vibrations (North America), which account for the vast majority of the vibrations encountered in the real environment. This volume describes the overall properties of the process enabling a simplification of analysis, before presenting the analysis of the signal in the frequency domain. The definition of the power spectral density is recalled, specifying the precautions to be taken in its calculation, together with the processes employed to improve results (windowing, overlapping). A additional third avenue consists of analyzing the statistical properties of the time history. 

This study makes it possible to determine, in particular, the law of distribution of the maxima of a random Gaussian signal and to simplify the calculation of fatigue damage by avoiding direct peak counting.

Volume 4, after establishing relationships providing the response of a linear system with one degree of freedom to a random vibration, is devoted to the calculation of fatigue damage (North America). It presents the hypotheses adopted to describe the behavior of a material subjected to fatigue, the laws governing the accumulation of damage, together with methods for counting the peaks of the response, used to draw a histogram when it is impossible to use the probability density of the peaks obtained with a Gaussian signal. The expressions of mean damage and its standard deviation are established, followed by the examination of a few cases using other hypotheses (static mean stress, taking account of the limit of endurance, non linear accumulation law, etc.).

Volume 5 is more particularly designed to present the method for drafting test specifications (North America) according to the principle of tailoring. The extreme response and fatigue damage spectra are defined for each type of stress (sinusoidal vibrations, swept sine, shocks, random vibrations, etc.). The process for establishing a specification as from the life cycle profile of the material is then detailed, taking account of an uncertainty coefficient (or safety factor) intended to cover the uncertainties related to the dispersion of the real environment and of mechanical resistance, together with another coefficient, the test factor, which takes account of the number of tests performed to demonstrate the resistance of the material.

This method, which requires the processing of a large number of measurements of vibrations and shocks (time histories, power spectral densities) can be effectively employed only with computer facilities. Software programs have been developed for use on PC's and UNIX stations to construct the profile of the lifetime of the material studied, with the association of measurements of the real environment, and, after calculation of the various spectra and coefficients, to determine a specification for a customized severity test in compliance with the two criteria of equivalence chosen (extreme response and fatigue damage).

Являются ли это, находиться в каждодневных приборах, типа мобильных телефонов, наручных часов, электронные компоненты в автомобилях ... или более определенном материале, типа компонентов на спутниках правления или оборудовании полета в самолете, они всеми в некоторый момент в течение их целой жизни, подвергнутой различным экологическим усилиям температуры, влажность .... и более особенно к механическим ударам и колебаниям. Они должны поэтому быть разработаны, чтобы противостоять таким условиям без повреждения, и проект должен быть проверен вычислениями и/или существенными лабораторными испытаниями. Чтобы избегать сверхизмерять материалы и уменьшать затраты развития, текущая тенденция должна использовать экологические испытательные спецификации, которые являются близко к реальной окружающей среде. Главные методы для анализа и лабораторного моделирования этих механических окружающих сред описаны в работе с пятью объемами, названной "Механические Удары и Колебания", который также предлагает оригинальный метод для того, чтобы проектировать калибровку и испытание спецификаций на основе профиля цикла жизни материала и размеров реальной окружающей среды: Объем 1 посвящен синусоидальной вибрации (Северная Америка) и охваченной вибрации синуса, широко имел обыкновение в тестах характеризовать динамическое поведение структур (естественные частоты, заглушая). Объем 2 адреса тема механического удара (Северная Америка), представляя спектр ответа удара (S.R.S). с его различными определениями, его свойствами и предосторожностями, которые будут соблюдены в его вычислении. Удары, наиболее широко используемые в обычных средствах обслуживания идентифицированы, с их особенностями, указывая, как испытательные спецификации с той же самой степенью серьезности как та из реальной взвешенной окружающей среды могут быть проектированы. Этот объем тогда описывает, как эти спецификации могут быть достигнуты, используя классические лабораторные средства обслуживания: машины удара, электродинамические возбудители, которыми управляют со времени сигнализируют или от спектра ответа, определяя ограничения, преимущества и неудобства каждого решения. Этот объем тогда описывает, как эти спецификации могут быть достигнуты, используя классические лабораторные средства обслуживания: машины удара, электродинамические возбудители, которыми управляют со времени сигнализируют или от спектра ответа, определяя ограничения, преимущества и неудобства каждого решения. Объем 3 исследует анализ случайных колебаний (Северная Америка), которые составляют огромное большинство колебаний, с которыми сталкиваются в реальной окружающей среде. Этот объем описывает полные свойства процесса, позволяющего упрощение анализа, перед представлением анализа сигнала в области частоты. Определение власти спектральная плотность вспомнено, определяя предосторожности, которые будут взяты в ее вычислении, вместе с процессами, используемыми, чтобы улучшить результаты (windowing, накладываясь). Дополнительная третья авеню состоит из анализа статистических свойств истории времени. Это исследование позволяет определить, в частности закон распределения максимумов случайного Гауссовского сигнала и упростить вычисление повреждения усталости, избегая прямого пикового подсчета. Объем 4, после установления отношений, предоставляющих ответу линейной системы с одной степенью свободы к случайной вибрации, посвящен вычислению повреждения усталости (Северная Америка). Это представляет гипотезы, принятые, чтобы описать поведение материала, подвергнутого усталости, законы, управляющие накоплением повреждения, вместе с методами чтобы считать пики ответа, имели обыкновение тянуть гистограмму, когда невозможно использовать плотность вероятности пиков, полученных с Гауссовским сигналом. Выражения среднего повреждения и его стандартного отклонения установлены, сопровождаются экспертизой нескольких случаев, используя другие гипотезы (статическое среднее напряжение, принимая во внимание предел выносливости, не линейного закона накопления, и т.д.). Объем 5 более подробно разработан, чтобы представить метод для того, чтобы проектировать испытательные спецификации (Северная Америка) согласно принципу покроя. Чрезвычайный ответ и спектры повреждения усталости определены для каждого типа напряжения (синусоидальные колебания, охваченный синус, удары, случайные колебания, и т.д.). Процесс чтобы устанавливать спецификацию как от профиля цикла жизни материала тогда детализирован, принимая во внимание коэффициент неуверенности (или запас прочности) намеревался покрыть сомнения, связанные с дисперсией реальной окружающей среды и механического сопротивления, вместе с другим коэффициентом, испытательным фактором, который принимает во внимание число тестов, выполненных, чтобы демонстрировать сопротивление материала. Этот метод, который требует обработки большого количества размеров колебаний и ударов (истории времени, власть спектральные удельные веса) может эффективно использоваться только с компьютерными средствами обслуживания. Программы были развиты для использования на PC и станциях UNIX, чтобы строить профиль целой жизни изученного материала, с ассоциацией размеров реальной окружающей среды, и, после вычисления различных спектров и коэффициентов, определить спецификацию для настроенного теста серьезности в согласии с двумя критериями выбранной эквивалентности (чрезвычайный ответ и повреждение усталости).