---

Если осциллограмму импульса ударного ускорения можно заключить между пунктирными линиями, соответствующими допуску на пилообразный импульс (черт. 23«), то форму импульса ударного ускорения следует классифицировать как пилообразную (или треугольную).

Если осциллограмму импульса ударного ускорения можно заключить между пунктирными линиями, соответствующими допуску на полусинусоиду (черт 236), то форму импульса ударного ускорения следует классифицировать как полусинусоидальную.

Если осциллограмму импульса ударного ускорения можно заключить между пунктирными линиями, соответствующими допуску на трапецеидальный импульс (черт. 23«), то форму импульса ударного ускорения следует классифицировать как трапецеидальную.

название одной из подходящих геометрических фигур (близкая к пилообразной, близкая к полусинусои- дальной, близкая к трапецеидальной, колоколообразная, близкая к пилообразной с наложенными колебани­ями, имеющими частоту.f_HK кГц, и амплитуду ускоренияу_нк, составляющую п % пикового ударного ускорения ит. п.);

Тф — длительность фронта ударного ускорения;

т — длительность действия ударного ускорения.

Например, форма импульса ударного ускорения близка к пилообразной с длительностью фронта удар­ного импульса т_ь = 0,2 мс при длительности т = 1,5 мс с наложенными колебаниями, имеющими частоту /_нк = 20 кГц и амплитуду ускорения/^. = 0,3./_от.

Если наложенные колебания лучше просматриваются во временном отрезке, следующем за действием импульса, то допускается подсчет их периодов проводить на этом участке остаточных колебаний.

Частоту наложенных колебаний.,^ в Гц рассчитывают по формуле

fнк = , (4)

где п_п — число периодов наложенных колебаний на учитываемом отрезке осциллограммы;

t — время, соответствующее длине учитываемого отрезка.

1. перевести на кальку (или на фотобумагу) осциллограмму импульса;

2. отметить на ней значения, соответствующие длительности и амплитуде ускоренияу_т, исключив при этом из максимального отклонения луча по вертикали амплитуду ускорения наложенных колебанийу_нк;

3. для значений т и j_m вычертить на кальке одну из трех нормированных форм импульсов, в одном масштабе с исходным импульсом, наиболее подходящую для сравнения с исходным импульсом, приняв для нее:

Тф = 0,9 т — для пилообразной формы;

Тф = 0,5 т — для полусинусоидальной формы;

Тф = 0,1 т — для трапецеидальной формы.

Нанести на эту же кальку по данным черт. 23 пунктирные линии, соответствующие границам допусков выбранного для сравнения нормированного импульса;

4. наложить кальку с вычерченными границами допусков на осциллограмму исходного импульса и оце­нить его форму по размещению внутри граничных линий; если исходный импульс ударного ускорения не размещается внутри граничных линий, оценить форму исходного импульса по данным Тф, т и./_нк согласно пп. 2.4.2 и 2.4.3.

На черт. 24 приведена последовательность операций, необходимая для оценки полусинусоидальной фор­мы импульса.

Для этого следует:

на изображение импульса ударного ускорения на экране осциллографа наложить трафарет таким обра­зом, чтобы совместить отрезки, соответствующие длительности т;

варьируя величиной вертикального усиления осциллографа, установить значение исходного импульса ударного ускорения на одном горизонтальном уровне с амплитудой ускорения нормированного импульса на трафарете;

по размещению исходного импульса внутри границ трафарета или за их пределами оценить форму исход­ного импульса ударного ускорения в соответствии с п. 2.4.1 или пп. 2.4.2 и 2.4.3.

Определение относительной амплитуды ускорения наложенных колебаний §_нк проводят по осцил­лограмме импульса ударного ускорения по формуле

8

(5)

„к = ПК

где N’_HK — отклонение луча осциллографа от линии усредненного профиля импульса, соответствующее ампли­туде наложенных колебаний, мм (делений сетки);

Р — чувствительность осциллографа по вертикальной оси, мВ/мм (делений сетки);

К — коэффициент преобразования ИП, определенный совместно с согласующим усилителем, мВ/м-с^-2 (мВ/g) (напряжение и ускорение в амплитудных значениях);

j_m — амплитуда импульса ударного ускорения, м-с^-2 (g).

а — осциллограмма исходного импульса; б — выявление усредненного профиля им­пульса; в — нормированная форма импульса; г — оценка формы импульса

Черт. 24

3. Метод измерения параметров удара по изменению скорости с использованием ИП с неизвестным
   коэффициентом преобразования

Это метод косвенных измерений. Суть его заключается в измерении осциллограммы ударного импульса ускорения, определении изменения скорости при ударе и расчете на основании этих данных пикового ускоре­ния.

Схема измерений и требования к аппаратуре — в соответствии с требованиями п. 2.1 настоящего прило­жения, за исключением пп. 2.1.5 и 2.1.7.

^Jm= ^N^t , ⁽⁶⁾

где N — вертикальное отклонение луча осциллографа, соответствующее пиковому ускорению при ударе, мм; Av — изменение скорости при ударе, мс^-1;

S_T — площадь осциллограммы импульса ударного ускорения, мм², которая ограничена кривой ускорения и участком оси времени, равным Т и включающим в себя длительность действия ударного ускорения т и время 0,4 т до удара 0,1 т после удара.

(Т’=0,4т + т + 0,1 т);

т' — масштаб горизонтальной шкалы осциллографа, с/мм.

(7)

где L — размер мерной базы;

t₁, t₂ — время прохождения мерной базы до и после удара соответственно, с.

Мерная база должна быть жестко закреплена на стенде и определение ее размера L должно проводиться с точностью до сотых долей миллиметра.

Измерение времени прохождения мерной базы рекомендуется проводить с помощью фотодиода и ос­циллографа согласно схеме черт. 25 настоящего приложения.

1 — осциллограф; 2 — фотодиод; 3 — диафрагма; 4 — мерная
база; 5 — источник света; 6 — стол стенда; 7 — наковальня

Черт. 25

Мерная база является подвижной заслонкой луча света, падающего на фотодиод. При перекрытии луча света перед ударом происходит затемнение фотодиода и одновременный запуск луча осциллографа. При этом электронный луч зафиксирует на экране время t_p в течение которого фотодиод находится в затемненном состоянии.

Время t₁ соответствует времени прохождения мерной базы перед ударом.

После удара мерная база вновь перекроет луч света и затемнит фотодиод при движении стола стенда в обратном направлении в течение времени t₂, соответствующего времени прохождения мерной базы при от­скоке.

Расположение фотодиода, диафрагм и источника света, а также конструкция мерной базы должны быть такими, чтобы измерение времени прохождения мерной базы проводилось на участке, расположенном на расстоянии 1—2 мм от поверхности соударения.

Допускается применение любых других способов измерения изменения скорости, обеспечивающих по­грешность измерения не более ±10 %.

Если можно пренебречь эффектом торможения (для ударных стендов со свободно падающим столом), то изменение скорости при ударе Av рассчитывают по формуле

Av = .^2 gH + .^2 gh, (8)

где Н, h — высоты падения и отскока соответственно.

(9)

Если форму импульса ударного ускорения можно классифицировать как полусинусоидальную, то удар­ное пиковое ускорение можно приближенно определить по формуле

.

(10)

■ _ п Av

^Jт= 2 ■ т .

Измерение длительности действия ударного ускорения т, длительности фронта ударного ускорения т_ф, определение формы импульса ударного ускорения, частоты f и относительного ускорения наложенных колебаний следует проводить в полном соответствии с пп. 2.3—2.5 настоящего приложения

4. .Метод измерения ускрения крешерным методом

   1. Принцип метода

Крешерный метод измерения больших ускорений при ударе основан на равенстве произведенной рабо­ты при медленном воздействии силы, прилагаемой при тарировании крешеров, и работы, произведенной ударом в измеряемом процессе, что имеет место при условии

,/оТ * 2,5,

г

1 — корпус крешерного устройства;

2 — инерционный элемент; 3 — крешер;

4 — стол испытательного стенда

де/₀ — собственная частота инерционного элемента крешера, кГц;

т — длительность действия ударного ускорения, мс.

Это условие выполняется при подборе размеров массы и материалов инерционного элемента и крешера. Ускорение определяют по величине отпечатка, полученного при ударе в результате накола крешера острием инерционного элемента, путем сравнения размеров отпечатка с данными тарировочной кривой.

Одна из возможных конструкций крешерного устройства, пригодного для измерения ускорений до 500000 м*с^-2 (50000 g), при­ведена на черт. 26 настоящего приложения. Инерционное тело та­кого устройства изготовляют из закаленной инструментальной стали с твердостью 61... 63 HRC₃. Масса инерционного тела рекомен­дуется в пределах 5,0—10 г при значении измеряемого ускорения 10000—500000 м*с^-2 (1000—50000 g) соответственно. Угол конуса подбирают экспериментально в пределах 90—120° в зависимости от материала крешера и длительности импульса. Длина цилиндричес­кой части инерционного тела рекомендуется в пределах (2—3) d.

Для измерений ускорений свыше 50000 м*с^-2 (5000 g) крешер изготовляют из алюминия. Диаметр крешера D рекомендуется в пре­делах 10—15 мм, а высота (0,5—0,7) D. Меньший диаметр применяют при измерении больших ускорений. Торцовые поверхности крешера

полируют. ^Черт.²⁶

1 — свинец; 2 — чашка

Д

1 — поршень пресса; 2 — динамометр;

3 — инерционное тело; 4 — крешерное уст­ройство; 5 — крешер; б — стол пресса

ля измерений ускорений меньше 50000 м-с ² (5000 g) крешер изготовляют из свинца в соответствии с черт. 27 настоящего приложения. Чашку изготовляют из стали, латуни с толщиной стенок 2—3 мм. При заливке чашку нагревают до температуры плавления свинца и после заполнения медленно охлаждают до нормальной температуры (время понижения температуры — не менее 1 ч). С внутренним диаметром корпуса инерционный элемент и крешер сопрягаются по скользящей посадке.Ч

Черт. 27

ерт. 28

В крешерных устройствах, основанных на продольной остаточной деформации, об ускорении судят по величине деформации, в устройствах, работающих на смятие острия крешера, — по диаметру площади на острие.

Для выполнения серии измерений требуется партия крешеров не менее 24 шт., изготовленных из одного прутка алюминия, меди или одного курса свинца; 12 крешеров необходимы для статической тарировки, ос­тальные используют для измерений ускорений.

Для статической калибровки крешеров устройство устанавливают на прессе (черт. 28), где последова­тельно задают статические нагрузки Q_l, Q₂, Q₃, Q₄, контролируемые динамометром, причем значение Q выбирают в зависимости от массы инерционного элемента и измеряемых в процессе удара ускорений

Q_i=mj_i, (11)

где Q, — сила, Н;

Ji — ускорение, соответствующее Q_; м • с^-2;

т — масса инерционного тела, кг.

Для каждой ступени нагрузок используют не менее трех крешеров.

Диаметр лунки, оставляемый инерционным элементом на крешере, измеряют с помощью микроско­па, при этом необходимо делать не менее трех измерений в каждом из двух взаимно перпендикулярных направ­лений. За окончательный диаметр лунки принимают среднеарифметическое из 18 измерений (шесть измерений на каждый из трех крешеров).

По результатам усредненных измерений с учетом уравнения (11) строится зависимость (черт. 29)