Испытания РЭСИ на ударную прочность и устойчивость, воздействие линейных нагрузок, акустического шума (реферат)

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский государственный 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 параметрам ударного импульса относят пиковое ударное ускорение (перегрузка), длительность воздействия ударного ускорения и форма ударного импульса. Результат действия удара на изделие зависит от его динамических свойств – массы, жёсткости и частоты собственных колебаний.

Различают два вида испытаний:

• испытания на ударную прочность;
• испытания на ударную устойчивость.

Испытания на ударную прочность проводят с целью проверки способности изделия противостоять разрушающему действию механических ударов, сохранять свои параметры в пределах, указанных в НТД.

Испытания на ударную устойчивость поводят с целью проверки способности изделия выполнять свои функции в условиях действия механических ударов.

Характеристики режимов испытаний задаются в соответствии со степенью жесткости испытаний:

Таблица 1 – Характеристики режимов испытаний

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

• изделие должно крепиться на приспособлении с минимальным зазором и тем же способом, что и при эксплуатации;
• резонансная частота приспособления должна быть в 1,5-2 раза выше верхнего значения частоты вибрации изделия.

Таблица 2 – Длительность действия ударного импульса

Наиболее предпочтительной формой приспособления является приспособление в форме куба, что позволяет крепить изделие в трёх плоскостях. Резонансная частота куба связана с длиной его ребра соотношением:

(1)

Изменение параметров вибрации осуществляют при помощи следующих типов виброприспособлений: индуктивные, трансформаторные, электродинамические, электромагнитные, емкостные, пьезоэлектрические и др. Наиболее широко используются пьезоэлектрические вибропреобразователи, которые работают в широком диапазоне частот и ускорений, имеют малые габариты и вес. Основные типы: ИС – 318, ИС – 579А, Д23 и др.

Испытание на воздействие одиночных ударов

Таблица 3 – Параметры воздействий

Длительность для импульса полусинусоидальной формы из предложенной таблицы для f_o < 500 Гц

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

Длительность действия ударного ускорения в мс трапецеидальной и треугольной формы:

(2)

где n от 3 до 100.

(3)

Рекомендуется испытания на ударную устойчивость проводить после испытаний на ударную прочность. Характер закрепления РЭСИ на столе стенда зависит от её назначения, места установки и предполагаемого способа транспортирования. Переносная РЭСИ испытывается на ударную прочность при закреплении в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, причем продолжительность испытаний в эксплуатационном положении составляет 50%, а в двух других – по 25% общего времени испытаний.

Ударную прочность оценивают по целостности конструкции (отсутствию трещин, наличию контакта между составляющими конструкциями).

Оборудование для испытаний

Ударные стенды классифицируют по следующим признакам:

• по характеру воспроизводимых ударов: стенды одиночных и многократных ударов;
• по способу получения ударных перегрузок: стенды свободного падения и принудительного разгона платформы с изделием;
• по конструкции тормозных устройств: с жёсткой наковальней, с пружинящей наковальней, с амортизирующими прокладками и др.

В зависимости от конструкции УС и в особенности применяемого тормозного устройства получают ударные импульсы полусинусоидальной, треугольной, трапецеидальной формы.

Наиболее широко для испытаний на одиночные удары служат ударные стенды копрового типа, а на многократные удары – стенды кулачкового типа, воспроизводящие удары полу синусоидальной формы.

Рисунок 1 – Стенд для испытаний на воздействие многократных ударов:

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

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

Таблица 4 – Основные характеристики некоторых УС

Для измерения параметров ударного импульса используют аппаратуру, соединяемую следующим образом:

Рисунок 2 – Измерение параметров ударного импульса:

1 – измерительный преобразователь; 2 – согласующий усилитель;

3 – фильтр; 4 – регистрирующий прибор (осциллограф с запоминанием).

Более современным направлением при регистрации ударных процессов является аналого-цифровые измерители параметров удара. Использование таких ударов позволяет повысить точность измерений, даёт большую достоверность, оперативную связь с ЭВМ. Основными узлами таких устройств является фиксатор уровня и аналоговое запоминающее устройство. В фиксаторе уровня сигнал преобразуется в ступенчатую функцию, затем запоминается и можно его многократно воспроизводить.

Испытания на воздействие линейных нагрузок

Испытания проводят с целью проверки способности изделия выполнять свои функции при линейных нагрузках и разрушающем действии этих нагрузок. Испытания осуществляют на специальных стендах – центрифугах, создающих в горизонтальной плоскости радиально направленные ускорения. Скорость вращения платформы центрифуги (n) об/мин подсчитывают по формуле:

(4)

где j – ускорение, g ;

R – расстояние от центра вращения платформы до геометрического центра изделия или его центра тяжести, см.

Изделия испытывают без или под электрической нагрузкой (напряжением). Необходимость испытания под электрической нагрузкой, а также ее характер и параметры должны устанавливаться в стандартах и ПИ.

Режимы испытаний определяются значением линейного ускорения в соответствии с продолжительностью испытаний. При испытании с ускорением до 500 g продолжительность испытания три минуты в каждом направлении, больше 500 g – одна минута.

Испытания проводят на установках – центрифугах, которые классифицируют:

• по типу привода: с электрическим, с гидравлическим, с комбинированным.
• конструкции: с поворотным и не поворотным столами, с изменяющимся радиусом вращения.
• грузоподъёмности: малые – до 10 кг, средние – до 50 кг, тяжёлые – до 100 кг, сверхтяжёлые – более 100 кг.
• по величине максимально воспроизводимого линейного ускорения: 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

Таблица 6 – Данные некоторых центрифуг

Для измерения частоты вращения наибольше распространение получили электрические тахометры (импульсные, стробоскопические, с генераторами постоянного и переменного тока).

Изделия считают выдержавшими испытания, если в процессе и после испытания они удовлетворяют требованиям, установленным в стандартах и ПИ для данного вида испытания.

Испытания на воздействие акустического шума

Испытания проводят с целью определения способности изделий выполнять свои функции, сохраняя параметры в пределах норм, указанных в НТД и программе испытаний в условиях воздействия повышенного акустического шума.

В отличие от МВ, при которых вибрация передаётся изделиям главным образом через точки крепления, звуковое давление возбуждает детали ЭС с помощью распределённого усилия, значение которого зависит не только от уровня звукового давления, но и от площади элементов. Наиболее критичным для ЭС является совместное воздействие звукового давления акустического шума и вибрации, при котором могут возникать резонансные явления преимущественно на частотах 1500÷2000 Гц.

Испытания на воздействие АШ проводят одним из двух методов:

• метод воздействия на изделие случайного акустического шума;
• метод воздействия тона меняющейся частоты

Таблица 7 – Режим испытаний

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

Испытание на воздействия акустического тонаменяющейся частоты проводят в том же диапазоне частот при плавном изменении частоты от низшей к высшей и наоборот (один цикл) по всему диапазону.

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

Первый из методов предпочтительнее, когда изделие имеет несколько f_РЕЗ и сложную конструкцию, второй – при испытании простых изделий, имеющих малую f_РЕЗ или критичны к воздействию звукового давления определённой частоты.

Испытательное оборудование

Испытания изделий на воздействие АШ проводят:

• на открытых стендах с работающим двигателем;
• в закрытых блоках с натурным источником шума;
• в акустических камерах.

В качестве источника шума используется электродинамические 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 – система записи; 8 – акустическая раковина

Рисунок 4 Камера падающей волны

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

Данные источники могут устанавливаться в камерах с возрастающей волной и отражательного типа.

Оба типа камер построены на использовании явлений отражения и поглощения звуковых волн при их распространении в замкнутом объёме. Т.о. могут быть достигнуты звуковые давления в 170 дБ в узкой и до 150 дБ в широкой полосе частот.

Широкое распространение получили акустические камеры реверберационного типа. Схема такой камеры имеет вид:

Рисунок 5 – Схема камеры реверберационного 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. Испытания радиоэлектронной, электронно-вычислительной аппаратуры и испытательное оборудование/ 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 на воздействие внешних факторов. М.: Машиностроение, 2003 – 567 с 2003
4. Национальная система сертификации Республики Беларусь. Мн.: Госстандарт, 2007
5. Федоров В., Сергеев Н., Кондрашин А. Контроль и испытания в проектировании и производстве радиоэлектронных средств – Техносфера, 2005. – 504с. 2005

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter