Методы испытаний на воздействие линейных ускорений

Испытаниям на воздействие линейных ускорений в целях определе­ния прочности или устойчивости подвергаются те изделия, которые не испытываются на воздействие одиночных ударов с ускорением, равным или большим, чем линейное. Эффект воздействия при дан­ных условиях испытаний оказывается одинаковым. Однако если в конструкцию изделия входят подвижные детали и узлы, то при оди­ночных ударах возникают силы, направление которых не совпадает с силами, вызванными линейными ускорениями. Вследствие этого указанные испытания проводятся самостоятельно.

Испытательное оборудование выбирают в зависимости от габа­ритных размеров и масс испытуемого изделия, а также требуемого значения линейного ускорения. При этом необходимо, чтобы при испытании центрифуга обеспечивала минимальный разброс линей­ных ускорений в разных точках изделия. Измерения линейных уско­рений проводят в точке, положение которой определяется конструк­цией центрифуги или приспособления для крепления изделия. Радиус вращения изделия определяется относительно центра стола центри­фуги.

Испытания чаще всего проводят в нормальных климатических условиях, однако возможны случаи комбинированных механических и климатических воздействий. При испытаниях в центрифугах ка­мерного типа необходимо учитывать, что в них создают пониженное давление окружающей среды, которое не должно быть ниже указан­ного в нормативной документации на испытуемое изделие. Крепле­ние изделий зависит от цели испытания и конструктивного исполне­ния изделия.

При проверке структурной прочности изделий их крепят за кор­пус или фланец (при его наличии), принимая меры, предохраняю­щие выводы от разрушения. При проверке устойчивости изделий их крепление к столу должно соответствовать условиям реальной эксп­луатации. Изделия крепятся к столу центрифуги либо непосредствен­но, либо с помощью крепежных приспособлений, которые должны обеспечивать возможность воздействия сил линейного ускорения во всех заданных направлениях. Изделия, предназначенные для работы с амортизаторами, крепят вместе с ними.

В общем случае используемые способы крепления должны обес­печивать возможность испытаний изделий при воздействии ускоре­ний в двух противоположных направлениях по трем взаимно-перпен­дикулярным осям или в любом другом допускаемом эксплуатацией положении с реальными механическими (статистическими) нагруз­ками или их эквивалентами. Иногда при креплении изделий требует­ся с помощью специально подбираемых балансов устанавливать ди­намическое равновесие стола центрифуги. Расстояние от центра вращения стола до центра тяжести баланса-противовеса подсчитыва­ется по формуле

где Р — масса испытуемого изделия; Q — масса противовеса; зд — расстояние от центра вращения платформы до геометрического цент­ра изделия или его центра тяжести. Вместо балансов-противовесов можно устанавливать аналогичные изделия, что повышает вдвое про­изводительность испытаний.

При разработке или выборе приспособлений для крепления из­делий на столе центрифуги необходимо учитывать, что суммарная масса приспособления и изделия не должна превышать грузоподъем­ности центрифуги.

Конструкция приспособления должна обладать достаточной жес­ткостью для обеспечения правильности передачи ускорения на изде­лие и исключать возникновение паразитных колебаний (вибраций), вызванных набегающим воздушным потоком и колебаниями стола на его резонансной частоте. Кроме того, она должна обеспечивать воз­можность испытаний изделия при воздействии ускорений по любому из трех заданных направлений. Необходимо, чтобы при установке изделия на приспособление их центры тяжести совпадали. Центр тя­жести приспособления определяется экспериментально или расчет­ным путем.

При установке на стол центрифуги изделия с габаритным разме­ром менее 100 мм необходимо обеспечивать разброс ускорения по изделию относительно его центра тяжести или геометрического цен­тра не более ±10% ускорения в контрольной точке, а для изделий с габаритными размерами 100 мм и более — в пределах от 10 до 30%.

Линейное ускорение, направление его воздействия, характер изменения, продолжительность испытаний и ряд других специфи­ческих для испытуемого изделия параметров оговариваются в ПИ и ТУ. Выбор параметров зависит от назначения испытуемого изделия, места его установки и условий эксплуатации. Определяющими при выборе линейного ускорения являются требования к прочностным характеристикам изделия и стабильности электрических параметров. Стандарт устанавливает степени жесткости испытаний, которым со­ответствуют конкретные значения линейных ускорений. При испы­таниях следует выбирать линейные ускорения из рекомендованных стандартных значений. Возможен выбор следующих направлений воз­действия линейных ускорений по отношению к изделию:

• поочередно в каждом из двух противоположных направлений по трем взаимно-перпендикулярным осям изделия, если у изде­лия невозможно выделить плоскости и оси симметрии;

• вдоль оси симметрии в двух противоположных направлениях и в любом направлении, перпендикулярном к оси симметрии при ее наличии;

• перпендикулярно к каждой плоскости симметрии в одном на­правлении при наличии одной или нескольких плоскостей сим­метрии.

Изделия, для которых известно наиболее опасное направление воздействия, рекомендуется испытывать только в этом направлении, сохраняя продолжительность испытания лишь для данного направле­ния. Исходя из заданного значения линейного ускорения и расстоя­ния от центра вращения стола до центра тяжести изделия определяют расчетным путем число п оборотов стола центрифуги. Иногда в тех­нической документации на центрифугу приводятся тарировочные кри­вые зависимости линейного ускорения, создаваемого центрифугой, от числа оборотов.

Следует помнить, что время разгона стола центрифуги зависит от ее грузоподъемности. Скорость разгона и торможения стола может быть от 5 до 500 м/ч.

Рекомендуемые продолжительности испытаний зависят от линей­ных ускорений. При линейном ускорении до 5000 м/с2 продолжи­тельность испытаний не менее 3 мин. в каждом направлении, а при линейном ускорении свыше 5000 м/с2 продолжительность испыта­ний не менее 1 мин., если не требуется большого времени для конт­роля и (или) измерения параметров изделия. По окончании испыта­ний проводится внешний осмотр, проверка механических свойств изделия и измерение параметров, которые должны удовлетворять ус­тановленным требованиям.

Перед включением центрифуги необходимо повернуть платфор­му на 360° и проверить плавность ее хода, а также наличие зазора между выступающими частями и кожухом или ее ограждением, кото­рое должно обеспечить безопасность работы и возможность визуаль­ного наблюдения при испытании. В программе и (или) методике испытаний следует указывать, в каком состоянии должно находиться изделие в процессе испытаний и когда следует проводить контроль рекомендуемых основных параметров. В качестве параметров надо выбирать такие, по изменению которых можно судить об устойчиво­сти к воздействию линейного ускорений изделия в целом (например, уровень шумов, искажение выходного сигнала или изменение его значения, целостность электрических цепей И Т. Д.).

Возможны следующие способы проведения испытаний:

• изделие в процессе воздействия линейных ускорений находится под электрической нагрузкой и при этом осуществляется конт­роль его параметров или контроль параметров проводится толь­ко после прекращения указанного воздействия;

• изделие в процессе воздействия линейных ускорений не нахо­дится под электрической нагрузкой и контроль параметров про­водится после прекращения указанного воздействия.