Основная задача испытаний на ударные нагрузки – проверка выполнять свои функции во время ударного воздействия и после него. Различают два вида испытаний:
- испытания на ударную прочность;
- испытания на ударную устойчивость.
Испытания на ударную прочность проводят с целью проверки способности ЭС противостоять разрушающему действию механических ударов, сохранять свои параметры в пределах, указанных в НТД на ЭС.
Испытания на ударную устойчивость проводят с целью проверки способности ЭС выполнять свои функции в условиях действия механических ударов.
Методы проведения испытаний на ударную прочность и устойчивость
При проведении испытаний на ударную прочность испытываемое ЭС подвергают воздействию многократных и/или одиночных ударов.
Многократные удары
Поскольку любое изделие можно представить в виде совокупности отдельных конструктивных элементов, в некоторых из них в результате воздействия удара возникает резонанс. Реакция такого элемента на воздействие ударных механических нагрузок зависит от собственной низшей резонансной частоты. Зависимость длительности действия ударного импульса от резонансной частоты приведена в таблице 6.1.
Значения резонансных частот могут быть определены в процессе испытаний на воздействие вибрации или взяты из справочных данных.
Таблица 6.1 - Длительность действия ударного ускорения
| Значение низшей ударной частоты ЭС, Гц. | Длительность действия ударного ускорения, мс |
| 60 и ниже | 18±5 |
| 60–100 | 11±4 |
| 100–200 | 6±2 |
| 200–500 | 3±1 |
| 500–1000 | 2±0,5 |
| 1000–2000 | 1±0,3 |
| 2000–5000 | 0,5±0,2 |
| 5000–10000 | 0,2±0,1 |
| 10000–20000 | 0,1±0,05 |
| Свыше 20000 | 0,05±0,02 |
Частота повторения ударных импульсов обычно берется от 1 до 3 в секунду.
Форма импульса должна быть близка к полусинусоиде.
Выбор степени жесткости зависит от:
- назначения ЭС;
- места установки ЭС;
- условий эксплуатации ЭС.
Возможные степени жесткости приведены в таблице 6.2.
Таблица 6.2 - Жесткость при многократных ударах
| Степень жесткости | Пиковое ускорение м/с2 | Длительность импульса, мс | Изменение скорости, м/с |
| 0,6 | |||
| 0,9 | |||
| 1,5 | |||
| 1,2 |
Рекомендуется осуществлять 1000±10 и 4000±10 ударов.
Так как в во время транспортировки удары могут действовать с разных сторон, необходимо обеспечивать воздействие ударов поочередно в каждом из трех взаимно перпендикулярных направлений по отношению к изделию. При этом общее количество ударов должно распределятся поровну между направлениями, при которых проводят испытания. Изделия, имеющие ось симметрии, испытывают в двух взаимно перпендикулярных направлениях (по оси симметрии и перпендикулярно ей) при сохранении общего числа ударов. Изделия с известным наиболее опасным направлением воздействия испытывают только в том направлении при сохранении общего числа ударов.
Одиночные удары
Испытания осуществляют путем воздействия механических одиночных ударов одной из рекомендуемых форм. Рекомендуют три формы одиночных ударов:
- пилообразный;
- полусинусоидальный;
- трапецеидальный.
Рисунок 6.1 - а) пилообразный; б) полусинусоидальный;
в) трапециидальный
Выбор формы импульса осуществляется с учетом:
- конструкции ЭС;
- целей испытаний;
- места установки ЭС;
- условий транспортировки;
- условий эксплуатации.
Степень жесткости проведения испытаний зависит от:
- максимального ускорения;
- длительности импульса.
Длительность действия ударного ускорения выбирают в зависимости от формы импульса.
При трапециидальном импульсе расчет длительности производят по формуле:
t = n×102/fн, (13)
где n – выбирают в диапазоне 3…100; fн – низшая резонансная частота изделия.
При пилообразном импульсе длительность выбирают из условия:
t >300/ fн. (14)
Значения длительности действия ударного импульса полусинусоидальной формы определяют по той же таблице, что и для многократных ударов.
Частота следования ударов должна обеспечивать возможность контроля проверяемых параметров.
При испытаниях, когда у изделия невозможно выявить плоскости и оси симметрии, его подвергают воздействию трех последовательных ударов в каждом из двух противоположных направлениях (всего 18 ударов). В остальных случаях выбор конкретных направлений выполняется следующим образом:
- при наличии оси симметрии испытания проводят вдоль оси симметрии, в двух противоположных направлениях и в любом направлении, перпендикулярном оси симметрии;
- при наличии одной или нескольких плоскостей симметрии направление воздействия выбирают так, чтобы перпендикулярно к каждой плоскости симметрии испытание проводилось в одном направлении.
Изделия, у которых известно наиболее опасное направление воздействия, испытывают только в этом направлении.
При испытаниях на ударную устойчивость выбирают такие параметры, по изменению которых можно судить об ударной устойчивости изделия в целом (искажение выходного сигнала, стабильность характеристик и т.п.), а ударную прочность оценивают по целостности конструкции (образование трещин, отсутствие контакта и т.п.).
Изделия считают выдержавшими испытания, если в процессе и (или) после испытаний они удовлетворяют требованиям НТД и ТУ на изделия и ПИ данного вида испытаний.
