2020-10-10
218
Длительность испытаний на случайную вибрацию со сканированием в определенной полосе частот
где tm — длительность испытания на широкополосную случайную вибрацию; f1 и f2 — нижняя и верхняя границы диапазона частот испытаний соответственно.
Параметры испытаний методом широкополосной случайной вибрации приведены ниже.
Степень жесткости............................................................I II...IV
Среднее квадратическое значение
ускорения, м • с-2........................................................... 100 200
Спектральная плотность ускорения, Гц-1................... 0,05 0,20
Длительность воздействия, с......................................... 34 34
Для сокращения времени испытаний при сохранении диапазона частот испытаний применяют метод ускоренных испытаний, что достигается увеличением амплитуды ускорения и значения ускорения. Должно соблюдаться условие сохранения механизма отказа испытываемых изделий методом ускорения по сравнению с обычными условиями испытаний.
Метод и схема измерения параметров вибрации определяются типом вибродатчика (вибропреобразователя). Для измерения параметров вибрации применяют индуктивные, трансформаторные, электродинамические, электромагнитные, ёмкостные, резистивные и пьезокерамические вибропреобразователи. Индуктивные и трансформаторные вибропреобразователи имеют небольшой участок линейности амплитудно-частотной характеристики и применяются для измерения постоянной составляющей ускорения.
|
|
|
Электродинамические и электромагнитные вибродатчики имеют большие массу и размеры, требуют применения преобразователей сигнала (для ускорения дифференцирования). Ёмкостные вибропреобразователи имеют низкий порог чувствительности, их характеристика зависит от внешней среды и т. д. Резистивные вибродатчики применяют на низких частотах до 10 Гц и в акселерометрах и вибрографах. Пьезоэлектрические вибродатчики имеют малые размеры и массу, широкий диапазон рабочих частот (отдолей герц до десятков килогерц) и могут работать при ускорениях до 1 000g. Некоторые технические характеристики датчиков приведены в табл. 6.1.
Сигнал с вибродатчика поступает на согласующий усилитель, который предназначен для согласования выходного сопротивления вибропреобразователя и измерительного усилителя. Измерительный усилитель усиливает сигнал до значения, воспринимаемого детектором. После этого сигнал преобразуется (детектируется) и измеряется магнитоэлектрическим прибором, шкала которого проградуирована в абсолютных и относительных единицах.
Таблица 6.1
| Параметр | Д 14 | ПС-579А | ПС-318 |
| Чувствительность, мВ/мс-2 | 2,5 | 0,05 | 0,2...0,5 |
| Диапазон частот, Гц | 20...10 000 | 10...10000 | 50...5000 |
| Ёмкость, пФ | 1000 | 300 | 1500 |
| Собственная частота, кГц | 30 | 100 | 30 |
| Масса, г | 30 | 5 | 40 |
|
|
|
Измерительный канал должен иметь равномерную во всем диапазоне частотную характеристику и не искажать форму сигнала вибрации.
Максимальные значения энергии колебаний и уровней виброускорений возникают при максимальных частоте вращения коленчатого вала двигателя и скорости движения транспортных средств. Уровни виброускорений и частотный диапазон воздействий на изделия, устанавливаемые на двигателе и шасси, существенно различаются.
Значения виброускорений и частотный диапазон, приведенные ниже, служат исходными данными при составлении норм испытаний на вибропрочность.
Место установки………………Двигатель
Среднее виброускорение, мс-2 …14,29
Частотный диапазон, Гц ……... 13,5...350
Требуемая собственная частота
изделия, Гц…………………… 400
Шасси
3,67 50... 120
170
6.3. Вибрационные стенды
Стенды для виброиспытаний должны обеспечивать:
приложение к испытываемому изделию нагрузок с заданной точностью при условии надёжного крепления изделия к стенду;
имитацию нагрузок во всем диапазоне их изменения с учётом установленных запасов прочности;
требуемое время нагружения, выдержки под нагрузкой и возможность регулирования нагрузки;
воспроизведение и поддержание или отключение режимов нагружения при возникновении аварийной ситуации;
измерение деформаций, перемещений и других необходимых параметров с требуемой точностью;
установку (закрепление) датчиков и средств измерений на объектах испытаний и стенде;
термокомпенсацию элементов, системы измерений, если различные элементы конструкции испытываемого изделия при определении зависимости напряжений, деформаций или перемещений от нагружения имеют различные температуры, разность которых превышает 5 °С;
установку защитных устройств (блокировок) и экранов, защищающих испытываемое изделие от появления электрических влияний и помех по цепи электропитания;
возможность многократного использования стенда, деталей оснастки и приспособлений.
Стенды для проведения испытаний на воздействие вибрации по принципу возбуждения возмущающей силы подразделяются на механические, электродинамические, электромагнитные и гидравлические. Наиболее распространены электродинамические вибростенды (рис. 6.5), в которых используется электродинамический принцип создания возмущающей силы. Эти вибростенды обладают широким диапазоном рабочих частот вибрации, линейностью преобразования сигнала, устойчивостью, простотой управления и надёжностью. Эти стенды можно автоматизировать.
На рис. 6.6 представлена типовая схема включения управляющего генератора, задающего режим и корректирующего его по показаниям вибродатчика, усилителя мощности и график программы испытаний с одной частотой перехода.
Катушка возбуждения магнитного поля (катушка подмагничивания) 15 (см. рис. 6.5), по которой протекает постоянный ток, создает в магнитопроводе 7 постоянный магнитный поток, пересекающий воздушный зазор магнитопровода. В этот зазор помещена цилиндрическая подвижная катушка 6, через которую пропускают переменный ток разной частоты. Подвижная катушка жестко соединена с рабочим столом вибростенда 11 и удерживается в нужном положении с помощью радиальных и тангенциальных пружин 12.
При взаимодействии постоянного магнитного потока с переменным магнитным полем возбуждается сила, перемещающая подвижную катушку и связанный с ней рабочий стол. Направление её перемещения изменяется в соответствии с изменением направления тока, а амплитудное значение возбуждающей силы, Н,
где В — магнитная индукция, Тл; l — длина провода подвижной катушки, см; I — эффективное значение силы тока звуковой частоты в катушке, А.
|
|
|
Подвижная катушка со столом и пружины образуют подвижную систему вибростенда. Последний может поворачиваться в цапфах на угол 90° от вертикали. В стенде предусмотрена защита магнитным экраном 13 испытываемых изделий от магнитного поля вибратора. Охлаждение вибратора осуществляется вентиляторами 1 и 4 через распределитель воздуха.
