Способ испытаний изделий на воздействие линейных ускорений

 

СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ Н ВОЗДЕЙСТВИЕ ЛИНЕЙНЫХ УСКОРЕНИЙ, зак л)очаю1цийся в том, что несущую балку С установленным на ней столом с испытуемьм изделием вращают в гдри;зомтальной плоскости, поворачивают в процессе испытаний стол с изделие относительно оси, параллельной оси вращения несущей балки на угол, опрёделаемый требуемым направлением ре .зультирующих ускорений на изделие относительно его базовой оси, и в слуыае возникновения тангенциальных .ускорений корректируют угол поворота стола, отличающийся тем, что, с целью повышения точности испытаний, перед вращением балки стол с изделием устанавливают в таком положении, при котором базовая ось изделия с но1 1алью к продольной оси несущей балки заданный начальный угол воздействия линейных ускорений, а закон изменеирия угловой скорости вращения балки корректируется в функции текущего поворота стола относительно его первоначального положения .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сО14ИАлистичесних

РЕСПУБЛИК (192 (112

3(512 (3 01 М 7 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАЯ ИЗОЬРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОЬМ СЮЩПОЪСТВУ (21) 2870601/25-28 (22) 07.01.80 (46) 23.08.83. Вюл. (з 31 (72) В.П. Казанцев, A,Н. Лыков и В.И. Петренко (71) Пермский политехнический институт (53) 531.768(088.8) (56) l. Авторское свидетельство СССР .9 334499, кл. G 01 М 7/00, 1970. (54)(57) СПОСОВ ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ЛИНЕЙНЫХ УСКОРЕНИЙ, закл2очающийся в том, что несущую балку с установленным на ней столом с ис- пытуемым иэделием вращают в горизонтальной плоскости, поворачивают в процессе испытаний стол с изделием относительно оси, параллельной оси вращения несущей балки на угол, onpe" делйемый требуемым направлением ре:зультирующих ускорений на иэделие относительно его базовой оси, н в слуиае возникновения тангенциальных .ускорений корректируют угол поворота стола, отличающийся . тем, что, с целью повышения точности испытаний, перед вращением балки стол с изделием устанавливают в таком положении, при котором базовая ось изделия с нормалью к продольной оси несущей балки заданный начальный угол воздействия линейных ускорений, а закон изменения угловой скорости вращения балки корректируется в функции текущего угла поворота стола д относительно его первоначального по- ® ложения.

103 102

Изобретение относится к динамическим испытаниям изделий, а именно к способам испытаний изделий на воздействие линейных ускорений.

Известен способ испытаний изделий на воздействие линейных ускорений, заключающийся в том, что несущую балку с установленным на ней столом с испытуемым изделием вращают в горизонтальной плоскости, .поворачивают в процессе испытаний стол с изделием 10 вокруг оси, параллельной оси вращения несущей балки на угол, опрецеляемый требуемым направлением результирующих ускорений на изделие относительно его базовой оси, и в случае 15 возникновения тангенциальных ускорений корректируют угол поворота стола. . Этот способ поЗволяет обеспечить высокую точность ориентации изделий в пространстве относительно результирующего градиента ускорений (вектора, являющегося геометрической суммой векторов центробежного и обратного тангенциальному ускорений) (1), Однако в переходных режимах, связанных с изменением во времени ускорений иэделия, не устраняет динами)ческую погрешность формирования абсолютной величины результирующего градиента ускорений. Это связано с тем, что система авторегулирования .Частоты вращения несущей балки обес-. печивает формирование заданной абсолютной величины результирующего градиента ускорений только в статических режимах (при постоянной частоте ,вращения несущей балки), когда абсолютная величина результирующего градиента ускорений а() равна абсолютной величине центробежного ускорения изделия а {1), т.е.

t () t =t (ц/=щ2((-) о () )где Ш(1) — частота вращения несущей балки;

Р - радиус вращения изделия. 45

При динамических испытаниях иэделия, когда ды/ЖФО, коррекция положения испытательного стола вследствие возникновения тангенциального ускорения . а (1) приводит к двум противоположным по производимому эффекту процессам: процессу ликвидации ошибки ориентирования иэделия в пространстве по отношению к изменяющемуся результирующему вектору-граю диенту ускорений и процессу возникновения динамической ошибки

d (И= с Ж+ы(Ч-< „(Ч= М > 8) в начальные моменты формирования произвольного участка циклограммы 60 динамических испытаний.

Цель изобретения — повышение точности испытаний.

Эта цель достигается тем, что согласно способу испытаний изделий, 65 на воздействие линейных ускорений, заключающемуся B TQM что несущую балку с установленным на ней столом с испытуемым иэделием вращают в го- ризонтальной плоскости, поворачивают в процессе испытаний стол с изделием относительно оси, параллельной оси вращения несущей балки на угол,определяемый требуемым направлением результирующих ускорений на иэделие относительно его базовой оси, и в случае возникновений тангенциальных ускорений корректируют угол поворота стола, перед вращением балки стол с изделием устанавливают в таком положении, при котором базовая ось иэделия составляет с нормалью к продольной оси несущей балки заданный начальный угол воздействия линейных ускорений, а закон изменения угловой скорости вращения балки корректиру-. ется в функции текущего угЛа поворота стола относительно его первоначального положения.

На фиг.1 изображен центробежный испытательный стенд с действующими на испытуемое изделие составляющими результирующего градиента ускорений, общий вид; на фиг.2 — кривые зависимостей частоты вращения несущей балкир угла поворота испытательного стенда, абсолютной величины результирующего градиента ускорений и его составляющих в функции времени.

Перед испытанием изделие 1 устанавливают на испытательном столе и так, чтобы его ось mn (базовая ось) составила с перпендикуляром kP .к продольной оси несущей балки 3 заданный начальный угол а(-О воздействий линейных ускорений (в рассматриваемом примере с(= «/2, т.е. направление действия линейных ускорений в начальный момент времени принято перпендикулярным к базовой оси изделия 1, начальное положение изделия изображено пунктиром(на фиг.11. Укаэанная определенность в первоначальной ориентации изделия 1 относительно перпендикуляра к продольной оси несущей балки 3 означает, что в начальный момент приведения несущей балки 3 во вращение на изделие 1 действует только составляющая результирующего градиента ускорений, вызванная тангенциальным ускорением, т.е. результирующий вектор ускорений в начальный момент времени t = 0 перпендикулярен продольной оси несущей балки

3 и направлен в сторону, противоположную направлению вращений несущей балки 3. Действительно, независимо от требуемого закона изменения абсолютной величины результирующего градиента ускорений, справедливо соотношение с{ (О}

g(0)=OIY Ctg " =aIKCCg =О, (31 с, (о) 1037102 где eL(0) — угол между перпендикуляром М к продольной оси несущей балки 3 и направлением результирующего градиента ускорений в момент времени t =О, 2, dw(0), O (0)*ю (0)R. и 9g(0)=< — центроФ

I бежная и тангенциальная .составляющие результирующего градиента ускорений в момент времени t=О, ш® - угловая скорость вращения несущей балки 3.

Поскольку в начальный момент времени движение балки 3 может быть опи санс выражением u(t)=- К1", где К— постоянный коэффициент,п О для реальных управляемых объектов, то из (3) следует

g(0)rypctq (kn t ) = 0:

Определенно ориентированное в на чальный момент времени иэделие 1 вращают вокруг вертикальной оси 0 с помощью несущей балки 3. В процессе испытания изделия 1 на линейные ус. корения испытательный стол 2 при необходимости поворачивают вокруг оси

О, параллельной оси вращения несущей балки 3, с целью изменения направления действия результирующего вектора ускорений по отношению к .1базовой оси испытуемого изделия 1.

В рассматриваемом примере угол между базовой осью 1 и результирующим вектором-градиентом ускорений равен начальному углу do воздействия. З5 ускорений и поддерживается постоян} = (., =У 2

В статических режимах работы стенда, когда частота .вращения несущей балки 3 w = const, результирующий 40 градиент ускорения а направлен вдоль .оси несущей балки 3 и совпадает по величине и направлению с вектором центробежного ускорения а, .

В динамических режимах испытания изделия 1 w p const что приводит к возникновению тангенциальной составляющей результирующего градиента ускорений 5„(t)=RE(t), где K(t)c3tv(t)dtугловое ускорение несущей балки 3.

Положение испытательного стола 2 с иэделием 1 корректируют с помощью оистемы автоматического регулирования (CAP) привода положения испытательного стола 2.

Коррекцию положения испытательного стола 2 с применением автоматического привода осуществляют с помощью системы авторегулнрования,функционирующей -либо в программно-следящем режиме (программу изменения 60 угла коррекции g(t) испытательного стола 2 формируют с помощью управляющей вычислительной машины или автономного программно-задающего устройства, исходя нэ заданной программы изменения ускорений), либо в следящем режиме, когда сигнал коррекции положения испытательного стола 2 формируют. с помощью датчика перегрузки,. выдающего сигнал, пропорциональный углу отклонения aL(t) результи-. рующего вектора ускорений a(4} от первоначального положения °

Формирование любого участка циклограммы a=9(t) изменения ускорений изделия 1 осуществляют регулированием угловой скорьсти привода несущей балки 3 в функции (t)= () з1я@}, (4)

R учитывающей коррекцию положения испытательного стола 2, отклоняющегося на угол о(.(1) от первоначального положения..

Таким образом,. коррекция положения испытательного стола 2 обеспечивает заданный .угол р воздействия суммарных ускорений на изделие l а формирование угловой скорости несущей балки 3 в соответствии с выражением (4) позволяет в переходных процессах значительно уменьшить динамическую ошибку формирования циклограммы а f(t)

Если требуется изменять абсолютную величину результирующего градиента ускорений в соответствии с выражением а(t) кg (кривая 4 на фиг.2, построенная для К 53 где К— некоторый постоянный на участке циклограммы а= g(t) коэффициент, то угловую частоту вращения ы(+) несущей балки 3. задают в соответствии с кривой 5, а испытательный стол 2 с изделием 1 поворачивают на угол (1) в сторону смещения результирующего градиента ускорений (кривая 6).

Величины центробежной a<(t) и танг,генциальной а (С) составляющих результирующего градиента ускорений

a(tj будут иметь вид кривых 7 и 8 соответственно.

Из анализа кривых 4, 5 и 8 следует, что при реализации такого способа.испытаний иэделия не только может быть обеспечена высокая точ ность формирования заданного участка циклограммы а=Е(1) (в рассмотренном примере а=Ко), определяемая точностью конкретной CAP приводов несущей балки 3 и поворотного испытательного стола 2, но и становится принципиально возможным формирование с малыми динамическими погрешностями начальных участков циклограмм испытаний (соа0) при применении привода несущей балки 3 ограниченной мощности. Это стало возможным вследствие равенства нулю начального углового ускорения привопа .E(0)= = O (кривая 8 танdao (О)

1О371Ог

Таким образом, использование изобретения позволит повысить точность испытаний.

Составитель С. Ступников

Редактор Н. Лазаренко Техред М.Кузьма Корректор И. немчик,Заказ 5995/43

Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ ГосударственноГо комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал GIID Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Зю, генцйальной составляющей а результирующего градиента ускорений) „

При аппроксимации участков циклограммы (в частности, начального) иной зависимостью аЕ(Ц4К1 величина углового ускорения привода несущей балки 3 по-прежнему будат ограничена и равна нулю в начальный момент времени О, поскольку тангенциальная

10 составляющая и (4}=Я =РЕ(Ц с ЫИ) С сИ результирующего градиента ускорений не может превышать абсолютной величины самого результирующего градиента ускорений, т.е. a„(%) c cg(g,