Ударные испытания

Удар — это воздействие, которому подвергается большинство изделий при транспортировке и в процессе эксплуатации. В этой статье мы расскажем, какие бывают виды ударных испытаний; разберем их нормативную базу и покажем, как их провести на системах и программном обеспечении «Висом».

Ударные испытания применяют, когда хотят узнать:

• способность оборудования выдерживать внешние механические воздействия;
• рабочие характеристики изделия и соответствие их стандартам или техническим условиям после ударного воздействия;
• работоспособность изделия под влиянием ударных нагрузок.

При испытаниях ударные воздействия проводят таким образом, чтобы они соответствовали ударным воздействиям при определенных условиях эксплуатации изделия или стандартам на данный тип оборудования. Удары при этом могут быть одиночным, многократным, различной формы и уровня воздействия.

В ходе испытаний выясняют:

• данные по устойчивости изделия к одиночным воздействиям различной интенсивности;
• порог устойчивости к многократным ударам;
• общую прочность приборов в максимально реалистичных условиях.

Нормативная база ударных испытаний

• ГОСТ 28213-89 (Одиночный удар). Стандарт содержит руководство по выбору и применению ударных импульсов. Рассматриваются три вида импульсов: полусинусоидальный, пилообразный с пиком на конце импульса и трапецеидальный. Целью испытаний является определение механических дефектов и ухудшения характеристик для определения конструктивной прочности образцов или как средство контроля их качества.
• ГОСТ 28215-89 (Многократные удары). Применяется для элементов, аппаратуры и других изделий электротех­ники, которые во время транспортирования или эксплуатации могут подвергать­ся воздействию многократных ударных нагрузок.
• ГОСТ РВ 20.39.304 (Виброудар). Стандарт, разработанный для военной техники разных категорий. В нем прописано множество классов и видов ударов разной мощности и с разными спектрами.
• ГОСТ Р 53190-2008 (Ударный спектр). Стандарт распространяется на машины, приборы и другие технические изделия всех видов и устанавливает требования к испытаниям по проверке их способности противостоять воздействию переходных процессов сложной формы.
• ГОСТ 30631-99 (общий). Содержит общие требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам при эксплуатации.
• ГОСТ Р 51371-99 (общий). Приводит методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий.

Кроме перечисленных, есть большой ряд других ГОСТов из разных сфер, которые также относятся к ударным испытаниям.

Виды ударных испытаний

Различают четыре вида ударных испытаний изделия:

• на ударную прочность при многократном ударном воздействии, транспортировке и падении, воздействии одиночных ударов большой интенсивности;
• на ударную устойчивость при воздействии многократных ударов;
• для определения частотных характеристик изделия методом ударного нагружения;
• модельные испытания.

Теперь рассмотрим эти виды в контексте построения графиков испытаний.

Классический удар — реализуется электродинамическими стендами, это имитация ударного воздействия в лабораторных условиях. На изображении ниже показано, как он выглядит. Состоит из трех частей: предварительный импульс, сам удар и постимпульс.

Виброудар, или режим имитации стрелково-пушечного воздействия, имеет случайный вид. На графике ниже вы видите определенную форму удара, но внутри она заполнена ШСВ-сигналом.

Ударный спектр (SRS) — это испытание позволяет возбудить систему на всех собственных частотах ее элементов. Обычно для этого берется определенный n-октавный ряд (третьоктавный, четвертьоктавный и т.п.), в зависимости от технического задания.

Переходный процесс (TTH) также необходим для имитации реальных воздействий на объект. Состоит из начального импульса, который постепенно затухает.

Все перечисленные виды испытаний могут быть реализованы и в многостендовом режиме, например, для испытания ударом в нескольких осях одновременно. По ГОСТУ на многократный удар есть запись, что удары должны вестись в разных направлениях по всем степеням свободы, то есть надо сделать 6 полных циклов. То есть в процессе испытания мы берем объект и разными сторонами его поворачиваем, изменяя угол и направление удара. Таким образом, если у вас есть трехосевой стенд для многократного удара, то вы сможете значительно сократить время испытания.

Установка для проведения ударных испытаний

В состав установки входят три основные части.

• Вибрационная испытательная система. В нее входят: вибростенд, система управления виброиспытаниями, усилитель мощности, датчики, компьютер с программным обеспечением для проведения ударных испытаний.
• Подготовленный режим виброиспытаний или спецификация испытаний.
• Объект испытаний.

Рассмотрим, как выглядит испытательная система на схеме, а потом разберем каждый из ее элементов.

Основные требования к вибрационным установкам для испытания ударом и виброударом предъявляются к максимальному ускорению, которое обеспечивает вибростенд и датчик, который перекрывает диапазон измерений. Обратите внимание по какой категории проверяется ваше изделие и выбирайте вибрационную установку, которая поддерживает эти параметры.

1. Контроллер

Система управления виброиспытаниями необходима для подачи управляющего воздействия через усилитель мощности на вибростенд. В нашем примере мы используем систему ВС-301 от «Висом». Она проводит следующие виды ударных испытаний: классический удар, виброудар, ударный спектр, переходный процесс в одностендовом и многостендовом режимах.

В режимах испытания ударом контроллер делает несколько пробных ударов и замеряет параметры АЧХ системы, после этого начинает производить удары полной амплитуды. После каждого удара осуществляется подстройка.

При разной массе или использовании разных вибростендов нужно разное управляющее воздействие от контроллера. Однако пользователю достаточно задать необходимые параметры, и контроллер сам сгенерирует необходимое управляющее воздействие.

2. Усилитель мощности

Необходим для передачи управляющего сигнала от контроллера к вибростенду. В примере использована модель ВС-319 от «Висом» мощностью 200 Вт.

3. Датчик для управления

В примере использован МЭМС-датчик серии ДВ-351 от «Висом», который закрывает практически все потребности при проведении вибрационных и ударных испытаний.

4. Вибростенд

Вибростенд необходим для воспроизведения сгенерированного сигнала. Он является самым уязвимым звеном виброустановки, имеет свои предельные эксплуатационные параметры: максимальное перемещение стола, максимальное ускорение и масса нагрузки.

Эти ограничения, должны учитываться перед началом любого испытания. При превышении предельных параметров можно ожидать сокращение ресурса или выход из строя вибрационной системы. Это как в случае с автомобилем: чем активнее ваш стиль вождения, тем чаще он нуждается в техническом обслуживании. Поэтому так важно, чтобы вы знали и понимали предельные возможности своей системы.

В примере мы используем для испытаний стенд TIRA, его характеристики приведены ниже.

5. Программное обеспечение и компьютер

Последний элемент — это программное обеспечение с опциями удара. В нашем примере использована программа VisProbe SL, которая позволяет настроить и запустить все виды ударных испытаний.

Основные требования к вибрационным установкам

Требования к установкам зависит от типа ударного испытания. Из технического задания вы узнаете, какие у вас предельные ускорения и перемещения. Согласно этим данным, подберите вибростенд, который сможет реализовать эти параметры.После этого выберите усилитель, который может работать с этим стендом.

Затем систему управления вибрационными испытаниями и программное обеспечение, которые помогут вам реализовать возможности выбранного стенда.

Системы ВС-301, ВС-301М и ВС-407 производства «Висом» совместимы с любым усилителем и вибростендом и позволяют проводить весь перечень ударных испытаний. Работают совместно с программным обеспечением VisProbe SL, которое позволяет гибко настраивать ударные испытания в одностендовом и многостендовом режимах.

Как провести ударные испытания?

Когда определены нормативная база, необходимый тип ударная испытаний и собрана ударная установка собрана, воспользуйтесь нашими инструкциями:

• Испытания классическим ударом
• Испытания виброударом
• Испытания ударным спектром (SRS)
• Испытания переходным процессом (TTH)

Посмотрите видеозапись вебинара, где мы демонстрируем настройку и проведение ударных испытаний на оборудовании и программном обеспечении «Висом».

Узнайте больше

Остались вопросы? Свяжитесь с отделом продаж или со специалистами технической поддержки «Висом»:

• Звоните: +7 (4812) 777-007 (поддержка), +7 (4812) 777-001 (отдел продаж)
• Пишите: support@visom.ru (поддержка), contact@visom.ru (отдел продаж)
• Отвечаем в мессенджерах: +7 (920) 310-90-29 (WhatsApp, Telegram, Viber)
  

Также мы предлагаем услугу «Удаленные испытания», в ходе которой вы можете управлять вибростендом и оборудованием по заданным вами параметрам в режиме реального времени через удаленный рабочий стол.