Реферат: Испытания РЭСИ на ударную прочность и устойчивость, воздействие линейных нагрузок, акустического шума

Министерство образования РеспубликиБеларусь

Белорусскийгосударственный университет информатики и

радиоэлектроники

кафедра РЭС

РЕФЕРАТ

на тему:

«Испытания РЭСИ на ударную прочность и устойчивость,воздействие линейных нагрузок, акустического шума»

МИНСК, 2008

Испытания на ударную прочность и устойчивость

К основным параметрамударного импульса относят пиковое ударное ускорение (перегрузка),длительность воздействия ударного ускорения и форма ударногоимпульса. Результат действия удара на изделие зависит от его динамических свойств — массы, жёсткости и частоты собственных колебаний.

Различают два вида испытаний:

•    испытанияна ударную прочность;

•    испытанияна ударную устойчивость.

Испытания на ударную прочность проводятс целью проверки способности изделия противостоять разрушающемудействию механических ударов, сохранять свои параметры в пределах,указанных в НТД.

Испытания на ударную устойчивостьповодят с целью проверки способности изделия выполнять свои функции в условияхдействия механических ударов.

Характеристики режимовиспытаний задаются в соответствии со степенью жесткости испытаний:

Таблица 1 — Характеристики режимов испытаний

Степень жёсткости Пиковое ударное ускорение, g Общее число ударов выборки: 3 шт. и менее более 3 шт. I 15 12.000 10.000 II 40 -//- -//- III 75 6.000 4.000 IV 150 -//- -//-

Изделия на столе вибростенда крепят с помощьюспециальных приспособлений. При этом должны выполняться условия:

•   изделие должно крепиться на приспособлении с минимальнымзазором и темже способом, что и при эксплуатации;

•   резонанснаячастота приспособления должна быть в 1,5-2 раза выше верхнего значения частоты вибрации изделия.

Таблица 2 — Длительность действия ударного импульса

Значение низшей резонансной частоты, Гц Длительность действия ударного ускорения, мс 60 и < 18±5 60 ÷ 100 11±4 100 ÷ 200 6±2 200 ÷ 500 3±1 500 ÷ 1000 2±0,5 > 1000 1±0,3

Наиболее предпочтительной формойприспособления является приспособление в форме куба, что позволяеткрепить изделие в трёх плоскостях. Резонансная частота куба связана сдлиной его ребра соотношением:

/>                                              (1)

Изменение параметров вибрации осуществляют припомощи следующих типов виброприспособлений:индуктивные, трансформаторные, электродинамические,электромагнитные, емкостные, пьезоэлектрические и др. Наиболее широкоиспользуются пьезоэлектрические вибропреобразователи, которые работают в широком диапазоне частот и ускорений, имеют малые габаритыи вес. Основные типы: ИС — 318, ИС — 579А, Д23 и др.

Испытание на воздействиеодиночных ударов

 

Таблица 3 — Параметры воздействий

Степень жёсткости Ускорение

I

VII XIII

20g

1500g 100000g

Длительность для импульса полусинусоидальной формы из предложеннойтаблицы для fo < 500 Гц

5000-10000 0,2±0,1 20.000 и > 0,05±0,02

Длительность действияударного ускорения в мс трапецеидальной и треугольной формы:

/>                                          (2)

где n от 3 до 100.

/>                                             (3)

Рекомендуется испытания на ударнуюустойчивость проводить после испытаний на ударную прочность. Характер закрепления РЭСИ настоле стенда зависит от её назначения, места установки и предполагаемогоспособа транспортирования. Переносная РЭСИ испытывается на ударную прочностьпри закреплении в трех взаимноперпендикулярных плоскостях, причем продолжительность испытаний вэксплуатационном положении составляет 50%, а в двух других — по 25%общего времени испытаний.

Ударную прочность оценивают по целостностиконструкции (отсутствию трещин, наличию контакта между составляющимиконструкциями).

Оборудование для испытаний

 

Ударные стендыклассифицируют по следующим признакам:

•   по характеру воспроизводимых ударов: стенды одиночных и многократныхударов;

•   по способу получения ударных перегрузок: стенды свободногопадения и принудительного разгона платформы с изделием;

•   по конструкции тормозных устройств: с жёсткойнаковальней, с пружинящей наковальней, с амортизирующими прокладками и др.

В зависимости от конструкцииУС и в особенности применяемого тормозного устройства получают ударные импульсыполусинусоидальной, треугольной,трапецеидальной формы.

Наиболее широко для испытанийна одиночные удары служат ударные стенды копрового типа, а на многократные удары — стенды кулачкового типа, воспроизводящиеудары полу синусоидальной формы.

/>

Рисунок 1 — Стенд для испытаний на воздействие многократныхударов:

1 — стол; 2 — изделие; 3 — кулачок; 4 — амортизационные прокладки;

5 — основание; 6 — направляющие; 7 — корпус; 8 — двигатель.

Таблица 4 — Основные характеристики некоторых УС

Тип стенда Принцип работы Грузоподъёмность, Н Число ударов/мин Длительность, мс Ускорение, g УУ 50/150 Механи­ческий 5000 20÷120 40 150 УУ 5/100 50 5÷80 1,5÷20 1000 К-50-1000 Электроди­намичес­кий 50 10÷20 0,5÷10 1000 УУЭ 2/200

-//-

20 20÷80 1,5÷12 200 УУЭ 1/6000

-//-

10 5 0,1÷1 6000 К-5/3000 Пневмоти-ческий 20 0,4÷12 3000

Для измерения параметров ударного импульсаиспользуют аппаратуру, соединяемую следующим образом:

/>

Рисунок 2 — Измерение параметров ударного импульса:

1 — измерительный преобразователь; 2 — согласующий усилитель;

3 — фильтр; 4 — регистрирующий прибор (осциллограф сзапоминанием).

Более современнымнаправлением при регистрации ударных процессов являетсяаналого-цифровые измерители параметров удара. Использование таких ударов позволяет повысить точность измерений, даёт большую достоверность, оперативную связь сЭВМ. Основными узлами таких устройств является фиксатор уровня и аналоговое запоминающееустройство. В фиксатореуровня сигнал преобразуется в ступенчатую функцию, затем запоминается и можно его многократновоспроизводить.

Испытания на воздействие линейных нагрузок

 

Испытания проводят с целью проверкиспособности изделия выполнять свои функции при линейных нагрузках иразрушающем действии этих нагрузок. Испытания осуществляют на специальных стендах — центрифугах, создающих в горизонтальной плоскости радиально направленныеускорения. Скорость вращения платформы центрифуги (n) об/мин подсчитывают по формуле:

/>                                        (4)

гдеj — ускорение, g ;

R — расстояние от центра вращения платформы до геометрическогоцентра изделия или его центра тяжести, см.

Изделия испытывают без илипод электрической нагрузкой (напряжением). Необходимость испытания подэлектрической нагрузкой, а также ее характер и параметры должны устанавливатьсяв стандартах и ПИ.

Режимы испытаний определяются значением линейного ускорения всоответствии с продолжительностью испытаний. При испытании с ускорением до 500 g продолжительность испытания три минуты в каждомнаправлении, больше 500 g — одна минута.

Испытания проводят на установках — центрифугах, которыеклассифицируют:

•   по типу привода: с электрическим, с гидравлическим, скомбинированным.

•   конструкции: с поворотным и не поворотным столами, сизменяющимся радиусом вращения.

•   грузоподъёмности:малые — до 10 кг, средние — до 50 кг, тяжёлые — до 100 кг, сверхтяжёлые — более 100 кг.

•   по величине максимально воспроизводимого линейногоускорения: делят на категории А — до 25g, Б — до 50g, В — до 1000g, Г — до 2000g, Д > 2000g.

Таблица 5 — Значение линейных ускорений в зависимости от степени жесткости

Степень жёсткости Линейное ускорение, g I 10 II 20 III 50 ……….. VII 100 ……….. X 10000 ……….. XIV 100000

Таблица 6 — Данные некоторых центрифуг

Тип Максимальное ускорение Грузоподъёмность Ц 5/300 300 g 5 Ц 50/50 150g 50 Ц100/200 200 g 100

Для измерения частоты вращения наибольшераспространение получили электрические тахометры (импульсные,стробоскопические, с генераторами постоянногои переменного тока).

Изделия считают выдержавшимииспытания, если в процессе и после испытания они удовлетворяюттребованиям, установленным в стандартах и ПИ для данного вида испытания.

Испытания на воздействие акустического шума

Испытания проводят с цельюопределения способности изделий выполнять свои функции, сохраняяпараметры в пределах норм, указанных в НТД и программе испытаний вусловиях воздействия повышенного акустического шума.

В отличие от МВ, при которых вибрация передаётся изделиямглавным образом через точки крепления, звуковое давление возбуждает детали ЭС спомощью распределённого усилия, значениекоторого зависит не только от уровнязвукового давления, но и от площади элементов. Наиболее критичным для ЭС является совместное воздействие звуковогодавления акустического шума и вибрации, при котором могут возникать резонансныеявления преимущественно на частотах 1500÷2000 Гц.

Испытания на воздействие АШ проводят одним из двух методов:

•    методвоздействия на изделие случайного акустического шума;

•    методвоздействия тона меняющейся частоты

Таблица 7 — Режим испытаний

Степень жёсткости Уровень звукового давления, дБ Акустического шума Тона меняющейся частоты I 130 120 II 140 130 III 150 140 IV 160 150 V 170 160

Испытание на воздействие акустическогошума проводят путём воздействия на ЭС шума с заданным равномерным звуковым давлением вопределённом спектре с частот в диапазоне 125÷10000 Гц.Продолжительность воздействия составляет пятьминут, если не требуется большее время для контроля и/или измерения параметров.

Испытание на воздействия акустическоготонаменяющейся частоты проводят в том же диапазоне частот приплавном изменении частоты от низшей к высшей и наоборот (одинцикл) по всему диапазону.

При этом в диапазоне частот 200÷1000 Гцуровень звукового давления соответствует табличному, а на частотах больше именьше должно происходить снижение уровня на 6 дБ/акт относительно уровня 1000Гц. Время испытаний 30 мин, если не оговореноособенно.

Первый из методов предпочтительнее, когда изделие имеетнесколько fРЕЗи сложную конструкцию, второй — при испытаниипростых изделий, имеющих малую fРЕЗ или критичны квоздействию звукового давления определённой частоты.

Испытательноеоборудование

Испытанияизделий на воздействие АШ проводят:

•    на открытых стендах сработающим двигателем;

•    в закрытых блоках снатурным источником шума;

•    вакустических камерах.

В качестве источника шума используетсяэлектродинамические преобразователи, реактивные струи воздуха,специальные сирены.

/>

Рисунок 3 Камера отраженной волны

1 – ЗГ; 2 – усилитель; 3 – излучатель;4 – поворотный рупор; 5 – испытательная камера; 6 – усилитель; 7 – системазаписи; 8 – акустическая раковина

/>

Рисунок 4 Камера падающейволны

1 – ЗГ; 2 – усилитель; 3 – излучатель;4 – поворотный рупор; 5 – испытательная камера; 6 – усилитель; 7 – системазаписи; 8 – акустическая раковина

Данные источники могут устанавливаться вкамерах с возрастающей волной и отражательного типа.

Оба типа камер построены на использовании явлений отражения ипоглощения звуковых волн при их распространении в замкнутом объёме. Т.о. могутбыть достигнуты звуковые давления в 170 дБ в узкой и до 150 дБ в широкой полосечастот.

Широкое распространение получилиакустические камеры реверберационного типа. Схема такой камерыимеет вид:

/>

Рисунок 5 — Схема камерыреверберационного типа

(m ≥ в 2 раза наибольшего габаритного размера изделия)

ЛИТЕРАТУРА

 

1.        Глудкин О.П.Методы и устройства испытания РЭС и ЭВС. – М.: Высш. школа., 2001 – 335 с. 2001

2.        Испытаниярадиоэлектронной, электронно-вычислительной аппаратуры и испытательноеоборудование/ под ред. А.И.Коробова М.: Радио и связь, 2002 – 272 с. 2002

3.        Млицкий В.Д.,Беглария В.Х., Дубицкий Л.Г. Испытание аппаратуры и средства измерений навоздействие внешних факторов. М.: Машиностроение, 2003 – 567 с 2003

4.        Национальнаясистема сертификации Республики Беларусь. Мн.: Госстандарт, 2007

5.        Федоров В.,Сергеев Н., Кондрашин А. Контроль и испытания в проектировании и производстверадиоэлектронных средств – Техносфера, 2005. – 504с. 2005