Способ испытания объекта на ударные воздействия

 

Изобретение относится к технике испытаний объектов широкого класса на удар и обеспечивает повышение достоверности испытаний. Способ испытания объекта на ударные воздействия основан на замене сложного реального воздействия последовательным воздействием на объект двух ударных импульсов эталонной формы. Параметры первого импульса задают из условия обеспечения близости максимальных деформаций объекта в области его низкочастотного резонанса при испытательном и имитируемом реальном воздействиях. Параметры второго импульса задают из условия обеспечения близости ударных спектров испытательного и реального воздействий в диапазоне частот, лежащих выше где f_o низшая собственная частота объекта. При предварительном определении f_o создают предварительную статическую деформацию объекта, соответствующую по величине и направлению максимальной деформации объекта при реальном воздействии. Повышение достоверности испытаний обусловлено выбором параметров импульсов с учетом нелинейных свойств объекта в низкочастотной области. 1 з. п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам испытаний на приведенные ударные воздействия, имитирующие реальные ударные процессы. Целью изобретения является повышение достоверности испытаний. Эта цель достигается тем, что согласно способу испытания объекта на ударные воздействия, по которому испытуемый объект подвергают последовательному воздействию двух ударных импульсов эталонной формы, параметры которых задаются с учетом предварительно определенной низшей собственной частоты объекта из условия обеспечения близости реакций объекта на имитируемое реальное и испытательные воздействия, параметры первого ударного импульса задают из условия обеспечения близости максимальных деформаций объекта в области его низкочастотного резонанса, а параметры второго ударного импульса из условия обеспечения близости ударных спектров испытательного и реального воздействий в диапазоне частот, лежащих выше f_o где f_o низшая собственная частота объекта. Изобретение иллюстрируется фиг. 1-7. Способ осуществляют следующим образом. Определяют максимальную деформацию объекта при действии реального воздействия расчетом либо по результатам натурных испытаний. Находят собственную частоту f_o расчетом по результатам натурных испытаний либо по результатам специальных лабораторных испытаний (например, методом затухающих колебаний после воздействия на объект импульса ускорения с длительностью, существенно меньшей периода собственных колебаний). При этом для повышения точности определения f_o нелинейных систем создают предварительную деформацию объекта, соответствующую по величине и направлению максимальной деформации от реального воздействия, с помощью, например, элемента малой жесткости. Собственная частота может быть определена и по деформации объекта на центрифуге, при этом предварительная деформация может быть обеспечена жестким упором. Определяют соответствующий реальному воздействию УС в диапазоне частот выше f_o. Выбирают форму и параметры первого воздействия, например, расчетом, добиваясь максимально возможного приближения значений максимальной деформации объекта при реальном и первом приведенном воздействиях. Выбирают форму и параметры второго воздействия, добиваясь возможного приближения УС реального и второго приведенного воздействия. Проводят последовательные испытания объекта на первое и второе приведенные воздействия. П р и м е р. Требуется определить при лабораторных испытаниях защитные свойства объекта в виде системы амортизации с упругой характеристикой, показанной на фиг. 1 (где Р сила, δ деформация), при реальном воздействии, показанном на фиг. 2, где j_вх ускорение, t время. Определение защитных свойств проводят в следующей последовательности. Численным методом на ЭВМ рассчитывают зависимости δ (t) и j_вых(t). Результаты расчета показаны на фиг. 3. Определяют δ_m 0,77 мм (для контроля дополнительно определяют j_вых^m 452 g). Определяют на центрифуге значение f_o при предварительной деформации объекта на величину δ_m 0,77 мм, при этом f_o 400 Гц. Вычисляют на ЭВМ УС реального воздействия в диапазоне 570-5000 Гц (см. фиг. 4, где дополнительно рассчитан также УС в диапазоне 20-570 Гц). Подбирают путем последовательных расчетов по методике п. 1 первое воздействие полусинусоидальный импульс с амплитудой 350 g и длительностью 3 мс. Расчетные зависимости δ (t) и j_вых(t) для первого воздействия показаны на фиг. 5. Как видно из фиг. 5 δ_m 0,86 мм, j_вых^m 535 g, т.е. первое воздействие достаточно точно имитирует реальное (отличие по δ_m и j_выx^m ≅ 20%). Для сравнения на фиг. 6 показаны зависимости δ_m(t) и j_вых^m(t) для полусинусоидального импульса с амплитудой 500 g и длительностью 1,65 мс, подобранного по методике прототипа [2] (УС этого импульса показан на фиг. 4 пунктирной линией). Как видно из фиг. 6, δ_m 1,21 мм, j_выx^m 859 g, т.е. первое воздействие в этом случае существенно хуже имитирует реальное (отличие по δ_m и j_вых^m достигает ≈ 90% ). Подбирают сравнением УС в диапазоне 570-5000 Гц второе приведенное воздействие полусинусоидальный импульс с амплитудой 1000 g и длительностью 0,3 мс. На фиг. 7 показаны УС j_вых(t) для реального и второго приведенного воздействий. Как видно из фиг. 7, второе приведенное воздействие достаточно точно имитирует реальное в диапазоне 570-5000 Гц. Подвергают систему амортизации испытаниям последовательно на первое и второе приведенные воздействия. Принципиально новое построение процесса и алгоритма определения приведенных воздействий и их воспроизведения обеспечивают предложенному способу качественно новые технические характеристики высокую точность испытаний на ударные воздействия объектов с различными (линейными и нелинейными) упругими характеристиками. Тем самым также существенно расширяется область применения способа.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ОБЪЕКТА НА УДАРНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ, по которому испытуемый объект подвергают последовательному воздействию двух ударных импульсов эталонной формы, параметры которых задают с учетом предварительно определенной низшей собственной частоты объекта из условия обеспечения близости реакций объекта на имитируемое реальное и испытательные воздействия, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности, параметры первого ударного импульса задают из условий обеспечения близости максимальных деформаций объекта в области его низкочастотного резонанса, а параметры второго ударного импульса из условия близости ударных спектров испытательного и реального воздействия в диапазоне частот, лежащих выше где f₀о низшая собственная частота объекта. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при определении собственной частоты объекта создают предварительную статическую деформацию объекта, соответствующую по величине и направлению максимальной деформации объекта при действии имитируемого реального воздействия.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7