Страница 2: ГОСТ 28222—89. Основные методы испытаний на воздействие внешних факторов часть 2 испытания. испытание fdb: широкополосная случайная вибрация. средняя воспроизводимость (77257)

Любые устройства для определения степени воздействия виб­рации на внутренние части (детали) образца не должны значи­тельно влиять на динамические характеристики образца в це­лом.

Может оказаться необходимым предусмотреть период време­ни в конце выдержки, во время которого образец достигнет того же состояния, что и в исходный момент предварительного обна­ружения резонанса, например, в отношении температуры.

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 величин ускорения в контрольной точке должно быть нормальным в пределах диапазона допусков, показанных 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 рекомендуется визуально наблюдать форму волны ускорения там, где это возможно, 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 устанавливают в соот­ветствующей НТД. Спектр СПУ должен быть таким, как по­казано на рис. 4. Все эти значения в совокупности и определяют номинальное кумулятивное среднее квадратическое значение ус­корения, указанное 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 допуски на СПУ.

Измерения ускорения для подтверждения требований к вибра­ционному движению необходимо проводить только в основном направлении в контрольной точке (см. п. 3.4.3).

Таблица 2

Диапазон допусков, дБ

Среднее квадратическое значение ускорения в полосе частот от f₂ до 10 fz или 10 кГц (берут меньшее значение) не должно превышать 70% (—3 дБ) от кумулятивного среднего квадрати­ческого значения ускорения, необходимого в заданном диапазоне частот.

> Подтверждение допусков спектра СПУ может проводиться любым методом, соответствующим данным допускам. Поскольку подтверждение допусков СПУ вызывает значительные техниче­ские трудности, настоятельно рекомендуется, чтобы выбор мето­да подтверждения осуществлялся в соответствии с методами, представленными в приложениях А—С. Руководство по выбору метода подтверждения излагается в 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% от 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. Может ока­заться необходимым подключение фильтра 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 образца;

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, указанные 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 описан в приложении А. 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 представленный в приложе­нии В, может быть использован, если ширина полосы частот фильтра мала и в моменты 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 также необходимой магнитная запись.

Метод подтверждения, основанный на качании частоты сину­соидального сигнала и представленный в приложении С, 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. 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 на то, что при применении сме­шанных методов подтверждения испытание следует проводить одновременно по всему диапазону частот. Испытание не должно разделяться даже для спектров с несколькими заданными уров­нями СПУ.

7. ПЕРВОНАЧАЛЬНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Измеряют электрические параметры образца и проверяют его механические характеристики в соответствии с требованиями со­ответствующей НТД.

Если в соответствующей НТД предусматривается 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 л. 4.3.

8. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ИСПЫТАНИЕ ПЕРЕД ВЫДЕРЖКОЙ

При применении синусоидальной вибрации для снятия частот­ной характеристики или обнаружения резонанса время, в тече­ние которого образец подвергается 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 установки 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 установки режима не следует вычитать из заданной длительной 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 в конце выдержки необходимо измерить среднее квадратическое значение ускорения выше /₂.

Среднее квадратическое значение ускорения в полосе частот ОТ f₂ до 10 f₂ или 10 кГц (берут меньшее значение) не должно превышать 70% (—3 дБ) от общего среднего квадратического значения ускорения, требуемого в пределах заданного диапазо­на частот.

При применении методов подтверждения, указанных в прило­жениях А и В, с целью подтверждения спектра СПУ во время выдержки должны быть измерены и зарегистрированы мгновен­ные значения ускорения в заданные моменты времени. Длитель­ность измерения ускорения должна быть минимальной и равной удвоенному максимальному времени усреднения аппаратуры, при­меняемой для анализа. Для выдержек продолжительностью до 10 мин достаточно одного значения. Для более длительных вы­держек мгновенные значения следует брать в начале и в конце выдержки. Если во время испытания происходят изменения в настройке вибрационной системы, то в этом случае, а также для •больших длительностей выдержки рекомендуется регистрировать дополнительные мгновенные значения ускорения.

Подтверждение спектра СПУ допускается проводить либо во время, либо после выдержки в соответствии с применяемым методом подтверждения.

10. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ

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

Если обнаружение резонанса необходимо, то заключительное испытание на обнаружение резонанса должно быть проведено в соответствии с п. 4.3