Испытания на ударную прочность и устойчивость

 

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/f_н, (13)

 

где n – выбирают в диапазоне 3…100; f_н – низшая резонансная частота изделия.

При пилообразном импульсе длительность выбирают из условия:

 

t >300/ f_н. (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.