Страница 2: ГОСТ 28221-89. Испытания. испытание fda: широкополосная случайная вибрация. высокая воспроизводимость (76742)

5. ТРЕБОВАНИЯ К ПАРАМЕТРАМ ВИБРАЦИИ

   1. Основное движение

Основное движение точек крепления образца должно быть прямолинейным и стохастическим с нормальным (гауссовым) рас­пределением мгновенных значений ускорения. Измерительные и контрольные точки должны иметь идентичное движение.

Распределение мгновенных значений ускорения в контрольной точке должно быть нормальным в пределах диапазона допусков, указанных на рис. 3. Если используется воображаемая точка, то указанное распределение относится к измерительной точке.

Примечание. Для большинства испытаний на воздействие случайной вибрации распределение попадает в диапазон допусков, поэтому подтверждение необходимо только в исключительных случаях. Тем не менее там, где это воз­можно, рекомендуется визуально наблюдать форму волны ускорения для того, чтобы быть уверенным, что пики по крайней мере в 2,5 раза превышают сред­ние квадратические значения сигнала случайной вибрации.

Уровень СПУ и частотный диапазон устанавливаются в соот­ветствующей НТД. Спектр СПУ должен быть таким, как указано на рис. 4. Все эти значения в совокупности определяют номиналь­ное кумулятивное среднее квадратическое значение ускорения, приведенное в табл. За и 36.

Допуски на истинное значение спектра СПУ и кумулятивное среднее квадратическое значение ускорения указаны в табл. 2. Как видно из табл. 2, допуски на кумулятивное среднее квадра­тическое значение ускорения более жесткие, чем на СПУ.

Таблица 2

Диапазон допусков, дБ

Спектр СПУ выше верхнего предела частоты f₂ до 2 Д> должен быть ниже наклона 6 дБ на октаву, как показано на рис. 4. Кро­ме того, среднее квадратическое значение ускорения в полосе частот от f₂ До 10 f₂ или 10 кГц (берется меньшее значение) не должно превышать 25% (—12 дБ) кумулятивного среднего квад­ратического значения ускорения, необходимого в заданном диа­пазоне частот.

Измерения ускорения для подтверждения требований к вибра­ционному движению необходимо проводить в основном направле­нии во всех измерительных и контрольной точках. Измерение ускорения должно также проводиться в двух перпендикулярных поперечных направлениях в измерительной точке, наиболее от­стоящей от центра плоскости крепления. Для больших изделий рекомендуется измерять ускорение в поперечном направлении в нескольких измерительных точках.

Подтверждение допусков СПУ может проводиться любым ме­тодом, соответствующим данным допускам. Поскольку подтверж­дение допусков СПУ вызывает значительные технические трудно­сти, рекомендуется, чтобы выбор метода подтверждения осуществ­лялся в соответствии с методами, приведенными в приложениях А — С. Руководство по выбору метода подтверждения по разд. 6,

Примечание. В особых случаях, когда задан спектр определенной фор­мы, также могут быть использованы методы подтверждения, приведенные в при­ложениях А — С. Следует иметь в виду, что для подтверждения уровня СПУ в воображаемой контрольной точке не допускается автоматическая обработка сигналов измерительных точек с помощью анализатора без коррекции таких ис­точников погрешностей, как ширина полосы частот анализатора, время выборки и т. д.

Требуемые значения кумулятивного среднего квадратического значения ускорения приведены в табл. За и 36. Для их подтверж­дения следует применять фильтр нижних частот. Этот фильтр имеет частоту среза (точка 3 дБ) на частоте f₂. Если ширина полосы частот на уровне 3 дБ отличается более чем на 2% экви­валентной ширины полосы частот шума, получаемой при измере­нии мощности на выходе фильтра, на вход которого подается сиг­нал белого шума, то это обстоятельство следует учитывать при использовании вычисленных средних квадратических значений, приведенных в табл. За и 36.

Примечание. Для подтверждения кумулятивного среднего квадратиче­ского значения ускорения сигнала воображаемой контрольной точки допускается автоматическая обработка сигналов измерительных точек с помощью анализа­тора.

Все вибраторы имеют ограничения смещений. В случае необ­ходимости подключают фильтр верхних частот на вход усилителя мощности с целью снижения максимальных смещений.

Примечание. Если СПУ должна быть уменьшена в области низких частот с целью ограничения смещений вибратора, то значение уменьшения долж­но быть зарегистрировано и согласовано между изготовителем и заказчиком.

6. ВЫБОР МЕТОДА ПОДТВЕРЖДЕНИЯ

В качестве рекомендуемых предлагаются три метода под­тверждения спектра СПУ, изложенные в приложениях А — С.

При выборе метода подтверждения необходимо учитывать сле­дующие факторы:

заданный диапазон частот;

специальные требования, указанные в соответствующей НТД; механические характеристики испытуемого изделия;

выталкивающую силу вибратора;

размер, жесткость и массу подвижной системы вибратора;

жесткость и массу крепежного приспособления;

тип применяемого оборудования;

характеристику применяемого оборудования (например, шири­ну полосы частот фильтра, динамический диапазон, диапазон частот, скорость качания, фон, шум).

Рекомендуемые методы подтверждения, приведенные в прило­жениях А—С, применимы при условии, что основные погрешно­сти, возникающие при использовании этих методов, позволяют проводить испытание.

Обычно используют метод подтверждения с помощью пере­страиваемого фильтра, который приведен в приложении А, но применение этого метода требует много времени по сравнению с другими методами подтверждения. Если диапазон частот большой, а длительность выдержки мала, то для подтверждения спектра СПУ этим методом может потребоваться использование магнит­ной записи временной функции ускорения во время выдержки и последующий ее анализ.

Метод подтверждения, основанный на применении аппаратуры с фиксированными фильтрами и приведенный в приложении В, может быть использован, если ширина полосы частот фильтра мала и в момент резонанса реакция образца на всю систему не­значительна. Для некоторых образцов при отдельных значениях ширины полосы пропускания фильтров этот метод подтверждения оказывается неприемлемым на низких частотах.При этом методе подтверждения может быть, кроме того, не­обходима магнитная запись.

Метод подтверждения, основанный на качании частоты сину­соидального сигнала и представленный в приложении С, может использоваться только в том случае, если образец идентичен об­разцам, предварительно испытанным на том же самом крепеж­ном приспособлении методами подтверждения, которые представ­лены в приложениях А и В. Этот метод может иметь преимущест­во в тех случаях, когда имеется несложное оборудование, а обра­зец очень жесткий или мал по сравнению со всей массой подвиж­ной системы, например, малогабаритные электронные элементы, закрепленные на жестком крепежном приспособлении. Узкополос­ные выравниватели при этом методе не используются. Методика подтверждения не требует сложной аппаратуры, необходимой для анализа при каждом эксперименте.

Рекомендуемые методы подтверждения предназначены для обеспечения одной и той же воспроизводимости. Однако в одних случаях погрешности анализа или остаточная пульсация (см. при­ложения А и В) могут быть слишком большими на некоторых участках диапазона частот. В других случаях время анализа мо­жет оказаться слишком длительным. Это вызывает необходимость применения различных методов подтверждения для разных участ­ков диапазона частот.

Следует обратить внимание, что при применении смешанных методов подтверждения испытание следует проводить одновре­менно по всему диапазону частот. Испытание не следует разде­лять даже для спектров с несколькими заданными уровнями СИУ.

7. ПЕРВОНАЧАЛЬНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Должны быть измерены электрические параметры образца и проверены его механические характеристики в соответствии с тре­бованиями соответствующей НТД.

Если в соответствующей НТД предусмотрено испытание на об­наружение резонанса до и после выдержки, испытание в полной последовательности, включая обнаружение резонансов, следует провести для одного направления и повторить для других. Мето­дика определения резонансных частот приведена в п. 4.3.

8. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ИСПЫТАНИЕ ПЕРЕД ВЫДЕРЖКОЙ

При применении синусоидальной вибрации для снятия частот­ной характеристики или обнаружения резонанса время, в течение которого образец подвергают воздействию синусоидальной вибра­ции, должно быть сведено к минимуму. Амплитуда синусоидаль­ного возбуждения указана в п. 4.1.

Полный цикл испытания, включая снятие частотной характе­ристики, любое обнаружение резонанса и выдержку, следует про­водить не снимая образец с вибратора. Затем полный цикл испы­тания повторяют для других направлений.

Перед тем как подвергнуть образец испытанию на воздейст­вие случайной вибрации на заданном уровне может оказаться необходимым предварительное возбуждение образца сигналом случайной вибрации на более низком уровне для выравнивания частотной характеристики и предварительного анализа, при этом уровень воздействия случайной вибрации и время, в течение кото­рого она приложена, должны быть сведены к минимуму.

При предварительном возбуждении образца сигналом случай­ной вибрации допускаемое время установления режима регламен­тируется следующим образом:

при уровне менее 25% заданного — время не ограничивается;

при уровне от 25 до 50% заданного — составляет 1,5 заданно­го времени испытания;

при уровне от 50 до 100% заданного — составляет 10% задан­ного времени испытания.

При этом указанные значения времени установления режима не следует вычитать из заданной длительности выдержки.

9. ВЫДЕРЖКА

Если в соответствующей НТД не указано особо, образец под­вергают воздействию случайной вибрации поочередно в трех взаимно перпендикулярных направлениях, которые должны быть выбраны таким образом, чтобы дефекты образца можно было легко выявить. Степени жесткости следует указывать в соответ­ствующей НТД.

Для того, чтобы выявить механические повреждения и ухуд­шение рабочих характеристик во время выдержки, оборудование должно находиться в рабочем состоянии, когда это возможно, если иное не указано в соответствующей НТД.

Для элементов в соответствующей НТД следует указывать не­обходимость проведения электрических измерений во время вы­держки и на какой стадии выдержки они должны быть прове­дены.

Во время выдержки следует измерять и контролировать куму­лятивное среднее квадратическое значение ускорения в пределах заданного диапазона частот. Соответствующие значения приведе­ны в табл. За и 36, допуски указаны в п. 5.3.

В начале и конце выдержки необходимо измерить среднее квадратическое значение ускорения выше fa.Таблица За

Кумулятивные средние квадратические значения ускорения

с

Примечание. В таблице приведены кумулятивные для спектра прямоугольной формы для каждого частотного