Міністерство освіти Республіки Білорусь
Білоруський державний університет інформатики і
радіоелектроніки
кафедра РЕЗ
РЕФЕРАТ
на тему:
«Випробування РЕСІ на ударну міцність і стійкість, вплив лінійних навантажень, акустичного шуму»
МІНСЬК, 2008
Випробування на ударну міцність і стійкість
До основних параметрів ударного імпульсу відносять пікове ударне прискорення (перевантаження), тривалість впливу ударного прискорення і форма ударного імпульсу. Результат дії удару на виріб залежить від його динамічних властивостей - маси, жорсткості і частоти власних коливань.
Розрізняють два види випробувань:
випробування на ударну міцність;
випробування на ударну стійкість.
Випробування на ударну міцність проводять з метою перевірки здатності вироби протистояти руйнівній дії механічних ударів, зберігати свої параметри в межах, зазначених в НД.
Випробування на ударну стійкість поводять з метою перевірки здатності виробу виконувати свої функції в умовах дії механічних ударів.
Характеристики режимів випробувань задаються у відповідності зі ступенем жорсткості випробувань:
Таблиця 1 - Характеристики режимів випробувань
Ступінь жорсткості | Пікове ударне прискорення, g | Загальна кількість ударів вибірки: | |
3 шт. і менш | більше 3 шт. | ||
I | 15 | 12.000 | 10.000 |
II | 40 | - / / - | - / / - |
III | 75 | 6.000 | 4.000 |
IV | 150 | - / / - | - / / - |
Вироби на столі вібростенда кріплять за допомогою спеціальних пристосувань. При цьому повинні виконуватися умови:
виріб повинен кріпитися на пристосуванні з мінімальним зазором і тим же способом, що і при експлуатації;
резонансна частота пристосування повинна бути в 1,5-2 рази вище верхнього значення частоти вібрації вироби.
Таблиця 2 - Тривалість дії ударного імпульсу
Значення нижчої резонансної частоти, Гц | Тривалість дії ударного прискорення, мс |
60 і < | 18 ± 5 |
60 ÷ 100 | 11 ± 4 |
100 ÷ 200 | 6 ± 2 |
200 ÷ 500 | 3 ± 1 |
500 ÷ 1000 | 2 ± 0,5 |
> 1000 | 1 ± 0,3 |
Найбільш кращою формою пристосування є пристосування у формі куба, що дозволяє кріпити виріб в трьох площинах. Резонансна частота куба пов'язана з довжиною його ребра співвідношенням:
(1)
Зміна параметрів вібрації здійснюють за допомогою наступних типів вібропріспособленій: індуктивні, трансформаторні, електродинамічні, електромагнітні, ємнісні, п'єзоелектричні та ін Найбільш широко використовуються п'єзоелектричні віброперетворювачі, які працюють в широкому діапазоні частот і прискорень, мають малі габарити і вагу. Основні типи: ІС - 318, ІС - 579А, Д23 і ін
Випробування на вплив одиночних ударів
Таблиця 3 - Параметри впливів
Ступінь жорсткості | Прискорення |
I VII XIII | 20g 1500g 100000g |
Тривалість для імпульсу полусінусоідальной форми із запропонованої таблиці для f o <500 Гц
5000-10000 0,2 ± 0,1 20.000 і> 0,05 ± 0,02
Тривалість дії ударного прискорення в мс трапецеїдальної і трикутної форми:
(2)
де n від 3 до 100.
(3)
Рекомендується випробування на ударну стійкість проводити після випробувань на ударну міцність. Характер закріплення РЕСІ на столі стенду залежить від її призначення, місця установки і передбачуваного способу транспортування. Переносна РЕСІ випробовується на ударну міцність при закріпленні в трьох взаємно перпендикулярних площинах, причому тривалість випробувань в експлуатаційному положенні становить 50%, а в двох інших - по 25% загального часу випробувань.
Ударну міцність оцінюють по цілісності конструкції (відсутності тріщин, наявності контакту між складовими конструкціями).
Обладнання для випробувань
Ударні стенди класифікують за такими ознаками:
за характером відтворюваних ударів: стенди одиночних і багаторазових ударів;
за способом отримання ударних перевантажень: стенди вільного падіння і примусового розгону платформи з виробом;
по конструкції гальмівних пристроїв: з жорсткою ковадлом, з пружною ковадлом, з амортизуючими прокладками і ін
Залежно від конструкції УС і особливо застосовуваного гальмівного пристрою отримують ударні імпульси полусінусоідальной, трикутної, трапецієвидної форми.
Найбільш широко для випробувань на одиночні удари служать ударні стенди копрового типу, а на багаторазові удари - стенди кулачкового типу, які відтворюють удари підлозі синусоїдальної форми.
Рисунок 1 - Стенд для випробувань на вплив багатократних ударів:
1 - стіл, 2 - виріб, 3 - кулачок; 4 - амортизаційні прокладки;
5 - основа; 6 - направляючі; 7 - корпус, 8 - двигун.
Таблиця 4 - Основні характеристики деяких УС
Тип стенда | Принцип роботи | Вантажопідйо ність, Н | Число ударів / хв | Трива ність, мс | Прискорення, g |
УУ 50/150 | Механі-ний | 5000 | 20 ÷ 120 | 40 | 150 |
УУ 5 / 100 | 50 | 5 ÷ 80 | 1,5 ÷ 20 | 1000 | |
К-50-1000 | Електроди-намічес-кий | 50 | 10 ÷ 20 | 0,5 ÷ 10 | 1000 |
УУЕ 2 / 200 | - / / - | 20 | 20 ÷ 80 | 1,5 ÷ 12 | 200 |
УУЕ 1 / 6000 | - / / - | 10 | 5 | 0,1 ÷ 1 | 6000 |
К-5/3000 | Пневмоті-ний | 20 | 0,4 ÷ 12 | 3000 |
Для вимірювання параметрів ударного імпульсу використовують апаратуру, з'єднувалися таким чином:
Рисунок 2 - Вимірювання параметрів ударного імпульсу:
1 - вимірювальний перетворювач; 2 - узгоджувальний підсилювач;
3 - фільтр; 4 - реєструючий прилад (осцилограф із запам'ятовуванням).
Більш сучасним напрямком при реєстрації ударних процесів є аналого-цифрові вимірювачі параметрів удару. Використання таких ударів дозволяє підвищити точність вимірювань, дає більшу достовірність, оперативний зв'язок з ЕОМ. Основними вузлами таких пристроїв є фіксатор рівня і аналогове запам'ятовуючий пристрій. У фіксаторі рівня сигнал перетвориться в ступінчасту функцію, потім запам'ятовується і можна його багато разів відтворювати.
Випробування на вплив лінійних навантажень
Випробування проводять з метою перевірки здатності виробу виконувати свої функції при лінійних навантаженнях і руйнує дії цих навантажень. Випробування здійснюють на спеціальних стендах - центрифугах, що створюють в горизонтальній площині радіально спрямовані прискорення. Швидкість обертання платформи центрифуги (n) об / хв підраховують за формулою:
(4)
де j - прискорення, g;
R - відстань від центру обертання платформи до геометричного центру виробу або його центру ваги, див.
Вироби випробовують без або під електричним навантаженням (напругою). Необхідність випробування під електричним навантаженням, а також її характер і параметри повинні встановлюватися в стандартах і ПІ.
Режими випробувань визначаються значенням лінійного прискорення відповідно до тривалості випробувань. При випробуванні з прискоренням до 500 g тривалість випробування три хвилини в кожному напрямку, більше 500 g - одна хвилина.
Випробування проводять на установках - центрифугах, які класифікують:
за типом приводу: з електричним, з гідравлічним, з комбінованим.
конструкції: з поворотним і не поворотним столами, з радіусом обертання.
вантажопідйомності: малі - до 10 кг, середні - до 50 кг, важкі - до 100 кг, надважкі - більше 100 кг.
за величиною максимально відтвореного лінійного прискорення: ділять на категорії А - до 25 g, Б - до 50 g, В - до 1000 g, Г - до 2000 g, Д> 2000 g.
Таблиця 5 - Значення лінійних прискорень в залежності від ступеня жорсткості
Ступінь жорсткості | Лінійне прискорення, g |
I | 10 |
II | 20 |
III | 50 |
... ... ... .. | |
VII | 100 |
... ... ... .. | |
X | 10000 |
... ... ... .. | |
XIV | 100000 |
Таблиця 6 - Дані деяких центрифуг
Тип | Максимальне прискорення | Вантажопідйомність |
Ц 5 / 300 | 300 g | 5 |
Ц 50/50 | 150 g | 50 |
Ц100/200 | 200 g | 100 |
Для вимірювання частоти обертання найбільше поширення отримали електричні тахометри (імпульсні, стробоскопічні, з генераторами постійного та змінного струму).
Вироби витримали випробування, якщо в процесі і після випробування вони задовольняють вимогам, встановленим у стандартах і ПІ для даного виду випробування.
Випробування на вплив акустичного шуму
Випробування проводять з метою визначення здатності виробів виконувати свої функції, зберігаючи параметри в межах норм, зазначених в НД і програмі випробувань в умовах впливу підвищеного акустичного шуму.
На відміну від МВ, при яких вібрація передається виробам головним чином через точки кріплення, звуковий тиск збуджує деталі ЕС з допомогою розподіленого зусилля, значення якого залежить не тільки від рівня звукового тиску, а й від площі елементів. Найбільш критичним для ЕС є спільне вплив звукового тиску акустичного шуму і вібрації, при якому можуть виникати резонансні явища переважно на частотах 1500 ÷ 2000 Гц.
Випробування на вплив АШ проводять одним з двох методів:
метод впливу на виріб випадкового акустичного шуму;
метод впливу тону мінливою частоти
Таблиця 7 - Режим випробувань
Ступінь жорсткості | Рівень звукового тиску, дБ | |
Акустичного шуму | Тона мінливою частоти | |
I | 130 | 120 |
II | 140 | 130 |
III | 150 | 140 |
IV | 160 | 150 |
V | 170 | 160 |
Випробування на вплив акустичного шуму проводять шляхом впливу на ЕС шуму з заданим рівномірним звуковим тиском у певному спектрі з частот в діапазоні 125 ÷ 10000 Гц. Тривалість дії становить п'ять хвилин, якщо не потрібно більше часу для контролю і / або вимірювання параметрів.
Випробування на впливу акустичного тонаменяющейся частоти проводять у тому самому діапазоні частот при плавній зміні частоти від нижчої до вищої і навпаки (один цикл) по всьому діапазону.
При цьому в діапазоні частот 200 ÷ 1000 Гц рівень звукового тиску відповідає табличному, а на частотах більше і менше повинно відбуватися зниження рівня на 6 дБ / акт щодо рівня 1000 Гц. Час випробувань 30 хв, якщо не обумовлено особливо.
Перший з методів краще, коли виріб має кілька f РЕЗ і складну конструкцію, другий - при випробуванні простих виробів, які мають малу f РЕЗ або критичні до впливу звукового тиску певної частоти.
Випробувальне обладнання
Випробування виробів на вплив АШ проводять:
на відкритих стендах з працюючим двигуном;
у закритих блоках з натурним джерелом шуму;
в акустичних камерах.
Як джерело шуму використовується електродинамічні перетворювачі, реактивні струмені повітря, спеціальні сирени.
Малюнок 3 Камера відбитої хвилі
1 - ЗГ; 2 - підсилювач, 3 - випромінювач, 4 - поворотний рупор, 5 - випробувальна камера, 6 - підсилювач; 7 - система запису; 8 - акустична раковина
Малюнок 4 Камера падаючої хвилі
1 - ЗГ; 2 - підсилювач, 3 - випромінювач, 4 - поворотний рупор, 5 - випробувальна камера, 6 - підсилювач; 7 - система запису; 8 - акустична раковина
Дані джерела можуть встановлюватися у камерах із зростаючою хвилею і відбивного типу.
Обидва типи камер побудовані на використанні явищ відображення і поглинання звукових хвиль при їх розповсюдженні у замкнутому обсязі. Т.ч. можуть бути досягнуті звукові тиску в 170 дб у вузькій і до 150 дБ в широкій смузі частот.
Широке поширення отримали акустичні камери ревербераційному типу. Схема такої камери має вигляд:
Рисунок 5 - Схема камери ревербераційному типу
(M ≥ в 2 рази найбільшого габаритного розміру вироби)
ЛІТЕРАТУРА
Глудкін О.П. Методи та пристрої випробування РЕЗ і ЕВС. - М.: Вищ. школа., 2001 - 335 с. 2001
Випробування радіоелектронної, електронно-обчислювальної апаратури та випробувальне обладнання / під ред. А. І. Коробова М.: Радіо і зв'язок, 2002 - 272 с. 2002
Мліцкій В.Д., Бегларія В.Х., Дубицький Л.Г. Випробування апаратури і засоби вимірювань на вплив зовнішніх чинників. М.: Машинобудування, 2003 - 567 з 2003
Національна система сертифікації Республіки Білорусь. Мн.: Держстандарт, 2007
Федоров В., Сергєєв М., Кондрашин А. Контроль і випробування в проектуванні і виробництві радіоелектронних засобів - Техносфера, 2005. - 504с. 2005