Способ комбинированных испытаний и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к способам и устройствам для испытаний объектов на воздействие внешних факторов. Цель изобретения - повышение эффективности испытаний за счет приближения режимов испытаний к реальным условиям эксплуатации, выявления дефектов при критичных сочетаниях факторов, реализации планов факторного эксперимента. Сущность способа: на испытываемый объект последовательно воздействуют комбинации внешних факторов, причем между комбинациями внешних факторов выбран интервал времени определенной длительности, которая существенно не влияет на параметры и характеристики испытываемого объекта. Устройство, позволяющее реализовать данный способ испытания, включает климатическую камеру 2, воспроизводящую различные температурно-влажностные режимы, переходник 3, на поверхности которого крепится испытываемый объект 21 и боковые поверхности которого связаны с нижней стенкой климатической камеры через резиновую диафрагму 11, а поверхность которого может крепиться поочередно к платформам вибратора ударного стенда. Воспроизводящим различные режимы механического нагружения испытываемого объекта. 2 с. и 2 з. п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к способам испытания объектов электрорадиоизделий, радиоэлектронной аппаратуры и др. на воздействие внешних факторов (ВФ).

Известен способ испытаний объектов (1), при котором объекты подвергаются комбинированному воздействию температуры и вибрации. При данном способе реализуется только одна комбинация климатических и механических факторов, в то время как в реальных условиях эксплуатации объекты подвергаются как правило нескольким комбинациям механических и климатических факторов, меняющимся во времени в различных последовательностях.

Известная установка (2), на которой реализуются указанные испытания, состоит из климатической камеры (КК) с системой поддержания температурно-влажностного режима, вибратора с системой управления, переходника и системы контроля.

Недостатком такой установки является недостаточная универсальность, т. е. невозможность совмещения КК с другими стендами (ударными, центрифугами), что препятствует проведению полноценных комплексных испытаний и снижает их информативность.

Целью изобретения является повышение эффективности испытаний за счет приближения испытаний к реальным условиям эксплуатации, выявления дефектов при критичных сочетаниях факторов и реализации факторного эксперимента.

Для этого дополнительно после воздействия на объект вибрационными нагрузками осуществляют ударное воздействие, при этом одновременно с вибрационным и ударным воздействиями испытываемый объект подвергают температурно-влажностным воздействиям.

Устройство, реализующее способ, характеризуется тем, что климатическая камера установлена в корпусе устройства с возможностью вертикального перемещения и фиксаций и снабжена в нижней части узлом крепления к виброударному стенду, выполненным в виде фланца с теплоизоляционной прокладкой и съемными пружинами. Для вертикального перемещения климатической камеры могут использоваться пневмоцилиндры с вертикальными штоками, связанные с источником сжатого газа, или штоки с червячной передачей и приводами.

На фиг. 1 приведена диаграмма воздействия на испытываемый объект нескольких комбинаций механических и климатических факторов в процессе испытаний (в ходе данного испытания температура и влажность, установившиеся в камере, не меняются, хотя при проведении других испытаний они могут изменяться определенным образом); на фиг. 2 - внешний вид установки (КК соединена с вибратором); на фиг. 3 - крепление переходника к корпусу КК при транспортировке; на фиг. 4 - крепление переходника к платформе испытательного стенда; на фиг. 5, 6 - устройства подъема КК; на фиг. 7 - схема расположения испытательных средств в рабочем помещении.

На фиг. 1 введены следующие обозначения: a - относительная влажность; b - относительная влажность окружающей среды (в камере); с - относительная влажность лаборатории; d - температура; e - температура окружающей среды (в камере); f - температура лаборатории; g - вибрация; h - многократные удары; i - проверка образца в рабочем режиме и/или визуальный осмотр;
τ - первоначальные измерения;
K - выдержка;
L - применение температуры, влажности, вибрации и многократных ударов;
Р - применение температуры, влажности и вибрации;
Q - промежуток времени воздействиями различных комбинаций, ВФ;
R - применение температуры, влажности и многократных ударов;
P + Q + R - длительность испытания;
M - восстановление;
N - заключительные измерения;
-. -. -. -. температура поверхности объекта;
---- - температура окружающей среды (в камере);
* - промежуточные измерения;
t - время.

Способ заключается в следующем.

На поверхность переходника при помощи различных приспособлений крепится испытываемый объект при температуре лаборатории. (Переходник находится своей верхней частью внутри КК, в которой можно воспроизводить различные температурно-влажностные режимы испытаний, а нижняя часть переходника может механически крепиться к платформам вибраторов и ударных стендов. Между боковыми поверхностями переходника и нижней стенкой КК находится резиновая диафрагма).

Если требуется, производят сначала предварительную выдержку и первоначальные измерения объекта.

Относительную влажность в камере повышают до заданного значения при температуре лаборатории.

Температуру в камере повышают до заданного для испытания значения и предусматривают время для достижения объектом теплового равновесия. В течение этого времени (и далее - в течение продолжительности испытания) относительная влажность в камере поддерживается в заданных пределах. После достижения объектом теплового равновесия его подвергают воздействию вибрации с заданной амплитудой и длительностью. (После окончания воздействия на объект вибрации переходник отсоединяют от платформы вибратора и вместе с КК транспортируют к ударному стенду. Переходник крепят к платформе ударного стенда. Температурно-влажностной режим внутри КК в течение этого времени должен оставаться неизменным). Через определенное время, необходимое для совмещения КК, переходника и ударного стенда, объект подвергается воздействию многократных ударов с заданной амплитудой и длительностью. После прекращения воздействия многократных ударов температуру и влажность снижают до величин, находящихся в пределах нормальных атмосферных условий испытаний. Если требуется, объект должен быть подвергнут условиям восстановления в КК.

Объект следует визуально осмотреть, измерить его электрические параметры и проверить его механические характеристики в соответствии с требованиями нормативно-технической документации на объект. Если требуется, то в ходе испытания проводятся промежуточные измерения объекта.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, состоит из корпуса 1, КК 2, системы перемещения КК 2 в корпусе 1, переходника 3, системы управления режимами и регистрации параметров объектов.

Корпус 1 выполнен двухсекционным и содержит шасси 4, домкраты 5, систему перемещения КК 2, выполненную как в пневматическом (гидравлическом) варианте (фиг. 5), так и в механическом варианте (фиг. 6), направляющие пазы 6, съемные штанги 7, 8, фиксаторы 9, системы управления режимами и регистрации параметров, а также другие обеспечивающие системы и устройства.

КК 2 содержит системы обеспечения температурно-влажностного режима (холодильники, нагреватели и т. п. ), направляющие 10, взаимодействующие с пазами 6 корпуса 1, гибкую кольцевую диафрагму 11 в нижней части, дверцу, приспособления для крепления объектов (в случае использования КК 2 без подключения вибро- или ударных стендов) и штоки 12, взаимодействующие с системой перемещения КК 2 в корпусе 1. В пневматическом варианте системы перемещения КК2 в секциях корпуса 1 размещены пневмоцилиндры 13, взаимодействующие со штоками 12, источник 14 высокого давления, вентиль 15, редукторы 16 и дренажные вентили 17 (фиг. 5). В механическом варианте (фиг. 6) штоки 12 связаны с передачами, например червячными 18, и электродвигателями 19.

Переходник 3 в верхней части содержит стол 20 для крепления испытуемых объектов 21, слой 22 теплоизоляции в средней части, фланец 23 с теплоизоляционной прокладкой 24 для крепления к вибростенду 25 или ударному стенду 26. Переходник 3 размещен в диафрагме 11 и в транспортном положении связан с нижней частью КК 2 посредством съемных пружин (тросиков) 27. Для обеспечения функционирования систем устройство связано гибкими шлангами с подающей 28 и дренажной 29 гидромагистралями, а также кабелем 30 с электросетью. В исходном положении корпус 1 оперт на домкраты 5 и совмещен со стендом 25 (26), при этом КК 2 укреплена в требуемом положении с помощью фиксаторов 9, переходник 3 фланцем 23 через прокладку 24 связан со столом стенда 25 (26), на стол 20 установлен объект 21 пружины 27 сняты, функционирование систем установки обеспечивается подачей воды с использованием магистралей 28, 29 и подачей электроэнергии по кабелю 30. Испытания объекта 21 осуществляются по заданной программе.

При необходимости проводить испытания с использованием другого стенда 25 (26) переходник 3 отстыковывают от прежнего стенда и крепят к камере 2 пружинами 27 (фиг. 3), саму КК2 поднимают (направляющие 10 движутся в пазах 6) путем сжатого газа из источника 14 в цилиндры 13 (вентили 17, закрыты, вентиль 15 открыт, редукторы 16 нагружаются) или путем включения двигателей 19. При этом фиксаторы 9 сначала ослабляют, а после установки КК2 на требуемой высоте вновь закручивают на штоках 12. Затем убирают домкраты 5 (корпус 1 опускается на колеса 4) и снимают штанги 7, 8. В таком положении установку подводят к требуемому стенду 25 (26).

Далее осуществляется стыковка с этим стендом, для чего корпус 1 устанавливают на домкраты 5, КК 2 опускают (фиксаторы 9 опускаются, редукторы 16 разгружаются и открываются вентили 17 или включаются двигатели 19 (и вновь закрывают фиксаторами 9. Переходник 3 фланцем 23 через прокладку 24 стыкуют к столу нового стенда 25 (26) и снимают пружины 27, корпус 1 укрепляют штангами 7, 8. Затем испытания объекта 21 продолжаются. В ходе испытаний параметры объекта 21 оцениваются, например, с использованием телеметрии.

Использование изобретения позволяет повысить эффективность испытаний за счет такого комплексирования внешних факторов, которое максимально отражает реальные условия эксплуатации или (и) позволяет создать экстремальные испытательные режимы, выявляющие слабые места в конструкции объектов и определяющие конструктивно-технические запасы, а также проводить испытания по определенному плану, позволяющему построить математическую модель реакции параметров испытуемого объекта на воздействие внешних факторов.

Конструкция устройства позволяет оперативно обеспечивать требуемое комплексирование факторов при достаточной простоте и минимальных потерях энергии. Внедрение изобретения возможно как на специализированных испытательных центрах, так и в небольших испытательных лабораториях предприятий и организаций. (56) Стандарт МЭК, публ. 68-2-51, 1983. Инструкция по эксплуатации системы комбинированных испытаний на воздействие окружающей среды, Модель СS-713P-2C-210. Фирма Синкен.

Формула изобретения

1. Способ комбинированных испытаний, заключающийся в одновременном воздействии на испытываемый объект климатических и вибрационных нагрузок в соответствии с программой испытаний, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности испытаний путем приближения режимов испытаний к реальным условиям эксплуатации, выявления дефектов при критичных сочетаниях факторов, реализации планов факторного эксперимента, дополнительно после воздействия на объект вибрационными нагрузками осуществляют ударное воздействие, при этом одновременно с вибрационным и ударным воздействиями испытываемый объект подвергают температурно-влажностным воздействиям.

2. Устройство для комбинированных испытаний, содержащее корпус с устройствами передвижения и фиксации, климатическую камеру, переходник с устройством для крепления испытываемых объектов и магистрали, связанные с источниками энергоснабжения, отличающееся тем, что климатическая камера установлена в корпусе устройства с возможностью вертикального перемещения и фиксации и снабжена в нижней части узлом крепления к виброударному стенду, выполненным в виде фланца с теплоизоляционной прокладкой и съемными пружинами.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что оно снабжено связанными с источником сжатого газа пневмоцилиндрами с вертикальными штоками, соединенными с климатической камерой.

4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что оно снабжено соединенными с климатической камерой штоками с червячной передачей и приводами.

РИСУНКИ

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