Методы испытаний на вибропрочность и виброустойчивость

Виброустойчивостью называется способность ЛА, его систем и аппаратуры сохранять работоспособность в условиях воздействия вибрации. Виброустойчивость определяет степень чувствительности испытуемого объекта к динамическим нагрузкам. Она характеризуется амплитудой ускорений и частотой вибрации, при которых не нарушается нормальное функционирование испытуемого объекта.

Вибропрочность — это свойство узлов, аппаратуры и ЛА в целом противостоять разрушающему действию вибрации в заданных диапазонах частот и оставаться работоспособными после воздействия вибрационных нагрузок. Она характеризуется максимальными амплитудами ускорений, собственными частотами колебаний испытуемой конструкции, демпфирующими свойствами материала конструкции и продолжительностью действия вибрационной нагрузки.

Испытания на вибропрочность и виброустойчивость могут быть реализованы следующими основными методами:

— испытание гармонической вибрацией на фиксированных частотах;

— испытание гармонической вибрацией с использованием метода качающейся частоты;

— испытание полигармонической вибрацией;

— испытание широкополосной случайной вибрацией;

— испытание узкополосной случайной вибрацией;

— испытание натурной (реальной) вибрацией.

Испытание гармонической вибрацией на фиксированных частотах

Метод заключается в последовательном воздействии на испытуемое изделие гармонической вибрации определенной частоты н амплитуды в требуемом диапазоне частот (рис. 2.21).

При испытаниях на вибропрочность (усталость) контролируют переменную и статическую силу, приложенные к испытуемому объекту и число циклов его нагружения.

В процессе испытаний на виброустойчивость контролируют амплитуду либо размах перемещения стола вибростенда. В программе испытаний изделий на вибропрочность и виброустойчивость в этом случае указывают поддиапазоны частот, время испытаний и амплитуды ускорений.

Рекомендуется выдерживать изделия на высшей частоте каждого поддиапазона. Продолжительность выдержки устанавливают в соответствии с требованиями технических условий.

Погрешность поддержания частоты не должна превышать ±10% на частотах до 200 Гц и ±5% на частотах более 200 Гц. Если за время испытаний не было обнаружено нарушений и все параметры соответствовали требованиям технических условий, то изделие признают выдержавшим испытания.

При испытании изделий и аппаратуры методом фиксированных частот особенно важно обнаружить резонансные частоты, на которых амплитуда колебаний испытуемого изделия будет в два раза и более превышать амплитуду колебаний точек крепления. В случае обнаружения резонансных частот или частот, на которых наблюдается ухудшение параметров изделия, рекомендуется дополнительная выдержка изделия при вибрации с данной частотой с целью уточнения и выявления причин несоответствия параметров техническому заданию. Иногда проводят длительные испытания на резонансных частотах для проверки ресурса работы конструкции.

Метод фиксированных частот имеет недостатки:

— сложность контроля перемещения, ускорения и частоты вибрации и их регулирования вручную из-за значительной неравномерности амплитудно-частотной характеристики тракта испытательного комплекса при испытаниях в широком диапазоне частот;

— невозможность выявления параметрических резонансов, вероятность пропусков резонансов отдельных элементов;

— последовательное возбуждение резонансов.

Однако этот метод до настоящего времени широко распространен в практике виброиспытаний. Он дешев и прост. Для него пригодны все виды вибростендов. Используется он в основном при заводских испытаниях серийно выпускаемых изделий.