Вибрации в конструкциях ЭС

 Под вибрацией аппаратуры понимают механические колебания ее элементов или конструкции в целом.

Вибрация может быть периодической и случайной. Периодическая вибрация может быть гармонической и полигармонической.

Гармоническая вибрация сравнительно редко встречается в реальных условиях, но широко используется при лабораторных испытаниях и при анализе динамических характеристик конструкции и для определения реакции системы при более сложных формах вибрации.                        

Параметрами воздействия вибрации являются частота и ускорение.                                                                                                             

Гармоническая вибрация описывается законом виброперемещения Z(t), виброскорости или виброускорения .

 

                                              Z(t) = ;                                        (7)

 

                                                                         = ;                                    (8)

 

                                                                    = ,                             (9)

 

где S_Z - амплитуда виброперемещения;

Рис. 7.1. Виброперемещение при гармонической вибрации.

 

Как известно, круговая частота связана с частотой вибрации f(Гц) выражением

                                                 w = 2pf                                      (10)

По заданному значению виброперемещения при гармонической вибрации легко найти амплитуду виброскорости  и виброускорения

                                                                       = wS_Z = 2pfS_Z;                           (11)

Если же задано максимальное значение (амплитуда) виброускорения, то амплитуда гармонической вибрации равна

                                             S_Z =  .                                    (12)

Амплитуда виброускорения часто задается в единицах ускорения свободного падения g, (g = 9,81 м/с²).

В этом случае амплитуда виброперемещения (в миллиметрах) равна

                                         S_Z» 250 [мм]                                (13)

где  - амплитуда виброускорения в единицах g.

   В реальном случае ЭС подвергается влиянию целого спектра частот вибрации, т.е. вибрация сложная периодическая - полигармоническая.

Из-за ограниченных энергетических возможностей источников вибрации высшие гармоники имеют малую амплитуду. Поэтому, а также из-за трудностей учета всех гармоник, в рассмотрение принимают главным образом низкочастотную часть спектра и, в первую очередь, гармоники с относительно большими амплитудами.

Линейное и центробежное ускорение в конструкциях ЭС

Линейное ускорение характеризуется величиной ускорения и возникает при изменении скорости движения; центробежное возникает при изменении направления движения. Влияние линейного и центробежного ускорений на ЭС одинаково и зависит лишь от их величины.

При расчетах аппаратуры, работающей в условиях линейных ускорений, последние обычно считаются равными максимальному их значению за все время действия, либо изменяющимися по ступенчатому или линейному закону (рис.7.2). Линейное ускорение часто задается в виде перегрузки - отношения действующего ускорения к ускорению свободного падения.

                             Рис. 7.2. Пример изменения линейного ускорения

Удары в конструкциях ЭС

Аппаратура может подвергаться ударным воздействиям, возникающим при транспортировке, монтаже или эксплуатации, при действии ударной волны и т.д.

Удар - кратковременное (длительностью менее 0,1 с) и непериодическое силовое воздействие на элементы конструкции со стороны объекта - носителя. Удар характеризуется длительностью импульса и ускорением. Интенсивность ударного воздействия зависит от формы, амплитуды U и длительности ударного импульса.

Формой ударного импульса называется зависимость ударного ускорения от времени u(t). Для упрощения при расчетах форму ударного импульса идеализируют, заменяя ее подходящей более простой формой, например - прямоугольной, треугольной, полусинусоидальной  (рис. 7.4) и т.д.

Рис. 7.3. Форма ударного импульса

В процессе эксплуатации аппаратура может подвергаться действию не только одиночных, но и многократных ударов. В этом случае нормируется количество ударов и минимальный период их следования.

Ударные воздействия возникают также при падении блока с некоторой высоты H. Такой вид удара имеет место, в частности, при небрежной перестановке блока РЭС на новое место, при погрузочно-разгрузочных работах.