Основные характеристики режимов испытания
ИПЫТАНИЕ РЭА НА УДАР
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторным работам по дисциплине
«Методы и устройства испытаний РЭС»
для студентов специальности 211000 «Конструирование и
технология РЭС» всех форм обучения
Воронеж 2015
Составитель: канд. техн. наук, доц. Л.Н. Никитин
УДК 621.396
Испытание РЭА на воздействие удара
Методические указания к выполнению лабораторной работы по курсу «Методы и устройства РЭС» для студентов специальности 211000 «Конструирование и технология РЭС» всех форм обучения/Воронеж, гос. техн. ун-т. Сост. Никитин Л.Н.
В методических указаниях рассматриваются вопросы влияния удара на РЭА, изложена процедура испытания РЭА на воздействие удара. Приводятся устройства, с помощью которых производят испытания РЭА на удар в соответствии с ГОСТами.
Табл. 2 Библиогр.________
Рецензент: канд. техн. наук, доцент А.С. Самодуров
Печатается по решению редакционно-издательского отдела ВГТУ.
ã Издательство Воронежского
государственного технического
университета, 2015
Черт.3.
Трапецеидальный импульс ударного воздействия.
А – амплитуда ускорения, τ – длительность импульса.
Порядок, в котором перечислены формы ударного импульса, не указывает какой-либо предпочтительности. Измеренное пиковое ударное ускорение должно находиться в пределах допусков, указанных пунктирными линиями на чертежах.
Максимальное ускорение в контрольной точке, перпендикулярное к основному направлению ударного воздействия, не должно превышать в любое время 30% значения величины максимального ускорения номинального импульса в намеченном направлении при определении его посредством измерительной системы с амплитудно-частотной характеристикой, которая должна находиться в пределах, показанных на черт.4.
Черт.4
Методы измерений параметров ударного импульса – по ГОСТ 20.57.406.
Приложение 1.
ГОСТ 11478-88
Испытания на воздействие механических ударов одиночного действия проводят на ударном стенде, который должен воспроизводить импульс любой из трех форм, приведенных на черт. 1-3.
Черт.1.
Полусинусоидальный импульс ударного воздействия.
А – амплитуда ускорения. τ – длительность импульса.
Черт.2.
Треугольный (пилообразный) импульс ударного воздействия.
А – амплитуда ускорения. τ – длительность импульса.
- ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
Среди множества внешних факторов, воздействующих на РЭА, следует отметить механические воздействия, из которых особую опасность представляет удар.
Установлено, что наибольшая опасность повреждения возникает при наименьшей длительности нарастания импульса. Опасность повреждения вследствие удара обычно меньше для системы с затухающими колебаниями, чем для систем с незатухающими колебаниями, особенно для системы с большим числом степеней свободы. Возможными причинами ударных воздействий на изделия могут быть столкновения, взрывы, сверхзвуковое давление, случайные падения и т.д. Указанные воздействия могут возникать при эксплуатации РЭА на самолетах, кораблях, ракетах, автомобилях, вездеходах, а также при их транспортировании, когда они подвергаются неосторожному обращению обслуживающего персонала.
В процессе выполнения лабораторной работы студент должен:
-изучить влияние удара на радиоэлектронную аппаратуру;
-рассмотреть механизм воздействия ударной нагрузки;
-ознакомиться с существующими видами ударных стендов;
-уяснить методику проведения испытания на ударном стенде;
-провести испытания на действующем пакете;
-составить отчет о выполненной работе.
Информацию о испытаниях РЭА на воздействие удара можно использовать при курсовом и дипломном проектировании.
При выполнении лабораторной работы следует обратить особое внимание на выполнение техники безопасности.
- Задание к лабораторной работе и методические указания по их выполнению.
2.1. Задание первое.
Изучить влияние ударных нагрузок на РЭА.
Для выполнения этого задания необходимо проработать
теоретический материал в /1. с.235-237. 2.с.52-60. 3.с.131-142, 4./
Возникновение ударов связано с резким и быстрым перемещением объекта, на котором установлена аппаратура. Возможны случаи, когда прикладываемая при этом нагрузка превышает допустимый безопасный уровень, что приводит к отказу РЭА. Действие механических ударов сопровождается возбуждением затухающих колебаний, т.е. неустановившейся вибрацией на частотах собственных колебаний элементов и частей конструкции. Уровни разрушающих усилий возрастают, когда элементы конструкции РЭА резонируют на частотах возмущений, вызванных ударом.
Удар, испытываемый РЭА, зависит от веса комплекса оборудования, в который она входит, и ее положения на объекте. Ускорения, возникающие при ударе, можно подсчитать по формуле (2.1.1):
а= 
, (2.1.1)
где V – мгновенная скорость в момент удара, см/ок;
S – перемещение при ударе или суммарная величина упругих и остаточных деформаций ударяющихся элементов.
В механике удар твердого тела рассматривается абсолютно как некоторый скачкообразный процесс, продолжительность которого бесконечно мала. Во время удара в точке соприкосновения соударяющихся тел возникают большие, но мгновенно действующие силы, приводящие к конечному изменению количества движения. В реальных системах всегда действуют конечные силы в течение конечного интервала времени, и соударение двух движущихся тел связано с их деформацией вблизи точки соприкосновения и распространением волны сжатия внутри этих тел. Продолжительность удара зависит от многих физических факторов: упругих характеристик материалов соударяющихся тел, их формы и размеров, относительной скорости сближения и т.д.
Литература
1. Малинский В.Д. Контроль и испытание радиоаппаратуры. – М.: Энергия.1970. – 336 с.
2. Испытание радиоэлектронной, электронно-вычислительной аппаратуры и испытательное оборудование./Под ред. А.И.Коробова: Учеб. пособие. – М.: Радио и связь, 1987. – 272 с.
3. Грудкин О.П. Методы и устройства испытаний РЭС и ЭВС: Учеб. для вузов. – М.: Высшая школа, 1991. –336 с.
4. ГОСТ 11478-88.
Содержание
1. Общие указания 3
2. Задание к работе и методические указания по
их выполнению 3
2.1 Задание первое 3
2.2 Задание второе 5
2.3 Задание третье 8
2.4 Задание четвертое 16
3 Лабораторное задание и методические указания по
его выполнению 19
4 Отчет по индивидуальной работе и контрольные
вопросы 20
Литература 21
Приложение 1 22
4. Отчет по индивидуальной работе и контрольные вопросы.
Отчет по индивидуальной работе должен содержать:
А) наименование работы и ее цель;
Б) краткие сведения из теории;
В) результаты выполнения заданий;
Г) выводы.
Контрольные вопросы.
- Что такое механический удар?
- В каком случае уровни разрушающих усилий возрастают при случайном ударе?
- Что такое ударный импульс?
- Приведите характеристики режимов испытаний РЭА на ударную нагрузку.
- Влияет ли форма ударного импульса на величину разрешения изделия РЭА?
- По каким видам классифицируются ударные стенды?
- Приведите схему установки для испытания на воздействие одиночных импульсов.
- Приведите эксплуатационную зависимость длительность фронта ударного импульса от ударного ускорения при ограничении по скорости.
- Как определяются предельные эксплуатационные характеристики ударного стенда?
- Приведите схему стенда для испытаний РЭА на воздействие многократных ударов.
- Каковы требования к приспособлениям для крепления изделий, испытываемых на удар?
- Приведите структурную схему аппаратуры для измерения параметров удара.
- Приведите основные характеристики используемого ударного стенда.
14. Приведите порядок выполнения лабораторного задания.
Изменение ускорения во времени принято называть импульсом ударного ускорения или ударным импульсом, а закон изменения ускорения во времени – формой ударного импульса. К основным параметрам ударного импульса относят пиковое ударное ускорение (перегрузку), длительность действия ударного ускорения и форму ударного импульса.
Результат воздействия удара на изделие (реакция изделия) зависит от его динамических свойств – массы, жесткости и частоты собственных колебаний. Под реакцией РЭА на воздействие ударного импульса понимают отклик изделия на это воздействие. Различают несколько основных видов реакции РЭА, соответствующих баллистическому (или квазиамортизационному), квазирезонансному и статистическому (или квазистатистическому) режимам возбуждения.
2.2. Задание второе.
Ознакомиться с характеристиками режимов испытаний /3.с.136-138/
Характеристики режимов испытания. Различают два вида испытания изделий на ударную нагрузку: на ударную прочность и ударную устойчивость. Испытание на ударную прочность проводят с целью проверки способности РЭА противостоять разрушающему действию механических ударов, сохраняя свои параметры после воздействия ударов в пределах, указанных в ТД на изделие. Испытание на ударную устойчивость проводят с целью проверки способности РЭА выполнить свои функции в условиях действия механических ударов.
При испытании на ударную нагрузку испытываемые РЭА подвергают воздействию либо одиночных, либо многократных ударов. В последнем случае частота следования ударов должна быть такой, чтобы можно было выполнить контроль проверяемых параметров РЭА. Основные характеристики режимов испытания РЭА при многократном воздействии ударов – пиковое ударное
ускорение и общее число ударов – задаются в соответствии со степенью жесткости испытаний (табл.2.2.1).
Таблица 2.2.1.
Основные характеристики режимов испытания
| Степень жесткости | Пиковое ударное ускорение, g | Общее число ударов для предусмотренной в стандартах и ТУ на изделия выборки объемом | |
| 3 и менее | более 3 | ||
| I II III IV | 12 000 12 000 6 000 6 000 | 10 000 10 000 4 000 4 000 |
Форма ударного импульса как одна из важнейших характеристик, обеспечивающих единство испытаний, должна регламентироваться в ТУ. Самым опасным для изделия является трапецеидальный импульс, поскольку он имеет наиболее широкую область квазирезонансного возбуждения и наибольший коэффициент динамичности в этой области. Однако импульс трапецеидальной формы трудно воспроизводится на лабораторном оборудовании. Пилообразный импульс позволяет достигнуть наилучшей воспроизводимости испытаний, так как в силу несимметричности его остаточный спектр является непериодическим. Но получить пилообразный импульс труднее, чем импульсы другой формы. На практике при испытании чаще всего используют полусинусоидальный ударный импульс, формирование которого наиболее просто и требует наименьших затрат энергии.
Испытание на ударную нагрузку проводят в квазирезонансном режиме возбуждения. Длительность действия ударного ускорения t выбирают в зависимости от значения низшей резонансной частоты fон изделия:
Продолжение таблицы 2.4.1
| Без нагрузки | 98(10)…735(75) | 490(50) | - | |
3. Лабораторное задание и методические указания по его выполнению.
Закрепляем испытываемое изделие на ударном стенде под руководством инженера. Включаем сеть (рис.3.1.). Выставляет ручкой регулировки частоту ударов. По шкале «частота ударов» регистрируем число ударов. В случае отказа элементов крепления остановить испытания, нажав клавишу СТОП.
Рис.3.1. Пульт управления ударной установки.
1 – датчик «сеть»; 2 – ручка установки О; 3 – счетчик ударов: а)тысячи-сотни ударов, б)сотни-единицы ударов, в)единицы ударов; 4 – датчик «Время наработки»; 5 – шкала «Частота ударов»; 6 – кнопка «сеть»; 7 – кнопка «стоп»; 8 – ручка регулировки частоты
ударов.
ударного импульса, измеренное в контрольной точке
стола, не превышает 30% от значения ускорения
ударного импульса в основном направлении.
13. Значение ускорения в различных точках стола
отличается от значения ускорения в контрольной точке
не более чем на 15%.
14. Значение ускорения вторичного удара, измеренное в
контрольной точке, не превышает 20% от значения
ускорения основного удара (КР).
15. Установка обеспечивает длительность непрерывной
работы в течение 8 часов, н не более 24 000 ударов.
16. Наработка на отказ при доверительной вероятности
Р*=0,8 не менее 1000 часов.
Таблица 2.4.1.