Понятие виброустойчивости и вибропрочности

Защита от механических воздействий.

Все виды РЭА подвергаются воздействию внешних механических нагрузок: вибрация, удары, ускорение, акустические шумы, которые передаются к каждой детали, входящей в конструкцию. Количество переданной энергии определяет уровень и характер изменения конструкции. Допустимые уровни механического изменения конструкции определяется её прочностью и устойчивостью к механическому воздействию.

Под прочностью конструкции понимается способность РЭА выполнять функции и сохранять параметры после приложения механических воздействий.

Устойчивость – способность РЭА сохранять функции и параметры в процессе механического воздействия.

Отклик или реакция конструкции на механическое воздействие называют трансформацию и преобразование энергии механического возбуждения. К откликам относятся механические напряжения в элементах конструкции, перемещение элементов, соударение, деформация, разрушение конструктивных элементов, изменение свойств и параметров.

Отказы м.б. восстанавливаемые и невосстанавливаемые.

На транспортируемую РЭА в процессе её эксплуатации воздействуют вибрации, ударные нагрузки, линейные ускорения. Гармонические вибрации характеризуются частотой, амплитудой, ускорением. Ударные нагрузки характеризуются числом одиночных ударов или их серий, длительностью ударного импульса, его формы, линейной скорости при ударе, перемещением соударяющихся тел.

Линейные ускорения характеризуются ускорением, длительностью, знаком воздействия ускорения, возникающих при вибрации, ударах и ускорениях перегрузки оцениваются соответствующими коэффициентами. Для уменьшения воздействия вибрации и ударов, РЭА устанавливают на амортизаторы или применяют демпфирующие материалы. Воздействие линейных ускорений эквивалентно увеличению массы РЭА. При значительной длительности воздействия требует увеличения прочности конструкции.

Виброустойчивость – свойство объекта при заданной вибрации выполнять заданные функции и сохранять значения своих параметров в пределах нормы.

Вибропрочность – прочность при заданной вибрации после её прекращения.

Конструкция как колебательная система.

Основными параметрами любой конструкции с позиции реакции на механическое воздействие является m – масса, k – жёсткость и механическое сопротивление (демпфирование), r – элемент демпфирования. Если этих элементов очень много, то изображается на каком-то пространстве и на нём устанавливаются элементы.

Важнейшим показателем механической системы является число степеней свободы, определяющих положение системы в пространстве в любой момент времени.

Центр тяжести вычисляется:

х=(m1x1)/(m1+m2)

y=(m1y1)/(m1+m2)

Расстояние до точек крепления:

Нагрузка на амортизатор в точке 1:

Р1=(m_oga₂b₂)/[(a₁+a₂)(b₁+b₂)]

P2=(m_oga₁b₂)/[(a₁+a₂)(b₁+b₂)]

P3=(m_oga₁b₁)/[(a₁+a₂)(b₁+b₂)]

P4=(moga₂b₁)/[(a₁+a₂)(b₁+b₂)]

Один из эффективных методов увеличения устойчивости конструкции является использование амортизаторов. Действие амортизаторов основано на демпфировании результирующих частот, т.е. поглощение части колебательной энергии.

Эффективная амортизация характеризуется коэффициентом динамичности или передачи, численное значение которого зависит от частоты действующих вибраций(f) к частоте амортизации(f_o). При разработке схем амортизации необходимо следовать к тому, чтобы система имела минимальное число собственных частот и чтобы они были в 2-3 раза меньше наименьшей частоты возмущающей силы.

Для амортизированной РЭА следует как можно больше уменьшать собственную частоту, а для неамортизированной – увеличивать. Приближая её к верхней границе возмущающих воздействий.