Вибрационные испытания

Техника и вибрация

Летательные аппараты, транcпортные средства, энергетическое оборудование, элементы автоматики, радиоэлектроники и информационно-измерительная аппаратура в условиях эксплуатации и работы испытывают различные виды внешнего воздействия: климатических факторов, акустического поля, линейных ускорений, вибрации и ударов. Повышение надежности, долговечности и качества функционирования оборудования и их элементов достигается имитацией в лабораторных условиях внешних воздействий, отражающих условия эксплуатации.

Создание средств моделирования комплексных воздействий на испытуемый объект является исключительно сложной задачей, и большинство испытаний проводятся пока при моделировании какого – либо одного воздействия.

Значительное количество отказов аппаратуры, установленной на подвижных объектах, вызывается воздействием интенсивных механических вибраций. Кроме того, вопросы прочности и надежности при воздействии вибраций давно приобрели решающее значение при разработке и конструировании машин. Однако количественное определение возникающих при воздействии вибрации зависимостей при испытаниях приборов и аппаратов значительно сложнее чем при рассмотрении аналогичных вопросов в машиностроении. Приборы и аппараты содержат большое число различных конструктивных элементов и узлов, реакция которых на воздействие вибраций различна. Во время эксплуатации прибор может подвергаться воздействию вибрации различного характера  -  периодического, близкого к гармоническому, ударного или случайного.

Виды виброиспытаний

Существуют две категории причин отказа испытуемых объектов, определяющих их надежность:

1) Усталостное разрушение конструктивных элементов;

2) Отклонение основных параметров работы объектов за пределы норм, характеризующих исправное функционирование.

Таким образом, при вибрационных испытаниях решаются, по меньшей мере, две задачи, вытекающие из требований, формируемых в процессе разработки и создания, и требований эксплуатации:

1 )Оценивают срок службы испытуемого объекта;

2) Разрабатывают методы испытаний, которые соответствуют типичным случаям вибрационного воздействия во время эксплуатации объекта и пригодны для обязательных приемо-сдаточных испытаний. 

Испытания на вибропрочность

Испытания на вибропрочность позволяют оценить способность объекта сохранять прочность при действии вибрации. В целях определения предельных вибрационных нагрузок испытуемый объект можно доводить до разрушения. При этом вибродатчик регистрирует интенсивность вибрации, частоты, а также время воздействия, число циклов нагружения и значения нагружающих переменных сил. Испытаниям на вибропрочность подвергают как законченные изделия, так и их отдельные элементы и образцы материалов. В последних случаях испытания принято называть испытаниями на усталость.

Испытания на виброустойчивость

Испытания на виброустойчивость необходимы для оценки способности объекта выполнять функции и сохранять значения параметров в пределах норм при действии вибрации. При этих испытаниях объект, как правило , функционирует в номинальном режиме и подвергается воздействию вибрации с интенсивностью, не вызывающей разрушения его механических элементов и связей. Регистрируются отказы в работе объекта, происходящие при различных уровнях интенсивности вибрации. Вибропрочность и виброустойчивость объединяются одним термином «вибронадежность». 

Виды воздействия при виброиспытаниях

В зависимости от вида возбуждаемой вибрации различают виброиспытания:

  1. Гармоническая (синусоидальная) вибрация на фиксированных частотах;
  2. Синусоидальная вибрация переменной частоты;
  3. Широкополосная случайная вибрация (ШСВ)
  4. Воспроизведение записанных реальных вибраций;
  5. Виброудар, классический удар 

Состав вибрационного электродинамического стенда

В состав любого испытательного стенда для проведения вибрационных надежностных испытаний входят: 

  1. Вибростенд с усилителем мощности и системой охлаждения
  2. Приспособления для крепления объекта испытаний
  3. Датчик вибрации
  4. Система управления.

Вибрационные прочностные испытания отличаются от других наличием обратной связи между вибростендом и системой управления. Контроллер подает на усилитель мощности сигнал, и в то же время измеряет вибрацию от датчика по контрольному каналу.