---

р

Примечание. В таблице приведено кумулятивное среднее квадратическое значение «у» для спектра прямоугольной формы для каждого частотного диапазона и каждой СПУ.

Таблица 4а

Кумулятивные средние квадратические значения ускорения

Заданный диапазон частот от ft до f₂, Гц

ускорения в единицах

11 ГОСТ 28220—89

Таблица 46

Кумулятивные средние квадратические значения ускорения

П

ГОСТ 28220—89 С. 11

римечание. В таблице приведены кумулятивные средние квадратические значения ускорения в единицах м ■ с^-2 для спектра прямоугольной формы для каждого частотного диапазона и каждой СП>.ПРИЛОЖЕНИЕ А

Рекомендуемое

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ, НА КОТОРЫХ ОСНОВАНО
ИСПЫТАНИЕ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ШИРОКОПОЛОСНОЙ СЛУЧАЙНОЙ

ВИБРАЦИИ

Ниже приводятся некоторые положения, которые позволяют потребителю иметь основание для выбора вида испытания на воздействие случайной вибра­ции, воспроизводимости и метода подтверждения.

А1. Испытания на воздействия широкополосной случайной вибрации, узко­полосной случайной вибрации на фиксированных частотах и случайной вибра­ции методом качающейся частоты

Эти три метода испытаний на воздействие вибрации не рассматривают как эквивалентные и поэтому должны быть представлены как отдельные испыта­ния. Широкополосное испытание рассматривают в первую очередь, кроме того, с технической точки зрения, этот вид испытания наиболее совершенен.

А2. Цели испытания

Методики испытания на воздействие случайной вибрации дополняют су­ществующее испытание на воздействие синусоидальной вибрации по СТ МЭК 68—2—6 (ГОСТ 28203), что является еще одним шагом вперед по воспроизве­дению типа вибрации, существующей в реальных условиях, а также для ими­тации воздействий на образец, более точно воспроизводящих условия эксплуа­тации. Испытание на случайную вибрацию следует применять во всех случаях, когда это экономически возможно, так как существуют повреждения, которые не выявляются при воздействии синусоидальной вибрации и которые могут быть легко выявлены в результате испытания на воздействие случайной вибрации.

Как указано во вводной части, п. 1.2 «Теория испытания», для всех мето­дов испытания требуется определенная степень воспроизводимости. Испытание на воздействие случайной вибрации не является исключением.

Как разработчику испытательного оборудования, так и инженеру-испыта­телю требуется не только имитация воздействия реальных внешних факторов и соответствующая их воспроизводимость, но также простая и требующая мало времени методика испытания. К сожалению, на современном уровне развития техники не существует испытания на воздействие широкополосной случайной вибрации, у которого была бы хорошая воспроизводимость и простая, требую­щая минимального времени, методика. Испытания с простой методикой не имеют хорошей воспроизводимости, а у воспроизводимых испытаний отсутствует простая методика.

В некоторых случаях воспроизводимость испытания является более важ­ной, чем простота его проведения. В других случаях, когда стоимость испыта­ния слишком высока, простота является более важной, чем воспроизводимость.

АЗ. Степени воспроизводимости

Единая методика испытания не может удовлетворить различным требова­ниям предъявляемым к испытаниям, приведенным выше, поэтому вводят ряд воспроизводимостей, предусматривающий различные степени компромисса. Этот ряд включает высокую, среднюю и низкую воспроизводимости, которые имеют различные требования к допускам.

Воспроизводимость испытания на воздействие вибрации в основном зависит от контроля вибрации, действующей на образец при наличии резонирующих элементов внутри изделия. Для резонансов с большой избирательностью (вы­соким Q) требуется, чтобы возбуждение образца в точках установки или в точ­ках крепления контролировалось в пределах узкой полосы частот, если необхо­димо получить высокую воспроизводимость. При испытании на случайную виб­рацию это может привести к анализу очень узкой полосы частот и контролю СПУ в узкой полосе в точках механического возбуждения испытуемого образца.

В обычной испытательной аппаратуре общего назначения допускается, что­бы изменения в СПУ порядка 30—40 дБ были бы скрыты шириной полосы частот анализатора. В качестве примера резонанс образца с Q = 40, масса ко­торого составляет 10% общей подвижной массы (в случаях, когда общая масса включает образец, крепление и вибростол), может вызвать изменение 25 дБ в полосе частот от 25 до 500 Гц.

Для испытания на вибрацию (синусоидальную), указанную в СТ МЭК 68—2—6 (ГОСТ 28203), требуется, чтобы амплитуда вибрации находилась в пределах ±15% (±1,2 дБ) в измерительной точке. При подобной воспроизво­димости испытания на воздействие широкополосной случайной вибрации тре­буется регулировка СПУ приблизительно ±30% (±1,2 дБ) по всему диапазону частот. Этот уровень воспроизводимости для испытания на случайную вибрацию считается затруднительным при воспроизведении на практике.

При высокой воспроизводимости испытания на воздействие широкополос­ной случайной вибрации требуется регулировка значения СПУ в пределах ±ЗдБ в контрольной точке. Это весьма затруднительно осуществить для больших и сложных образцов, но сравнительно легко для образцов небольших размеров по сравнению с вибрационным столом. Для высокой воспроизводимости необ­ходимо указать допуски на истинное значение СПУ в основном направлении в измерительных точках, которые не являются контрольными, и в поперечном на­правлении в одной или нескольких выбранных точках. Границы допусков в из­мерительных точках шире, чем в контрольной точке. Для образцов, масса кото­рых относительно велика по сравнению с массой вибрационного стола и креп­ления, пики СПУ в поперечном напраилении могут быть достаточно велики и различаться по частоте между различными испытательными устройствами. Поэтому допускается, чтобы уровень СПУ в поперечном направлении превышал заданный уровень СПУ в основном направлении на 5 дБ.

При средней воспроизводимости требуется регулировка в пределах ±6 дБ в контрольной точке. Обычно эта воспроизводимость может быть достигнута без особых трудностей на образцах небольших размеров и может вызвать затруднения для образцов большого размера и большой массы.

Низкая воспроизводимость не имеет определенного допуска на истинное значение СПУ, но требует допуск ±3 дБ на значение, непосредственно показы­ваемое анализатором. Рекомендуемый метод подтверждения, приведенный в приложении к испытанию Fdc с низкой воспроизводимостью, также предназна­чен для разрешения вопроса о вибрационных испытаниях и совершенно отли­чается от обычно принятых испытаний на воздействие внешних факторов. Обычно реальные воздействующие факторы представлены заданной степенью жесткости и, следовательно, испытание должно давать самую высокую воспро­изводимость, какая возможна на практике, для той же степени жесткости. Теоре­тические положения, на которых основано испытание Fdc, допускает наличие резонансов с высоким значением Q внутри образца и крепления, которые вызы­вают пики и провалы в спектре СПУ. Пики и провалы, вызванные резонирую­щими элементами образца, обычно существуют в действительности, но частоты, как правило, изменяются во время испытания. Только самые глубокие провалы наблюдаются как в реальных, так и в лабораторных условиях. В целом эта теория не может быть принята, так как результаты испытания будут сильно зависеть от конструкции крепления и размера вибратора. Допуски в этом ис­пытании зависят от оборудования, применяемого в настоящее время; в резуль­тате применения этого испытания может оказаться необходимым дальнейший пересмотр зоны допусков.

А4. Методы подтверждения

В соответствующей НТД следует устанавливать степень воспроизводимо­сти, требуемую для реального испытания, в то время как для низкой воспро­изводимости может быть указана система «выравниватель—анализатор». При втих условиях инженер-испытатель может свободно выбирать метод подтверж­дения. Рекомендуемые методы приведены в соответствующих приложениях к испытаниям Fda (СТ МЭК 68—2—35) (ГОСТ 28221), Fdb (СТ МЭК 68—2—36) (ГОСТ 28222) и Fdc (СТ МЭК 68—2—37) (ГОСТ 28223). Методы подтверж­дения в приложениях к Fda и Fdb считаются эквивалентными для одной и той же степени воспроизводимости.

Для систем «образец — крепление», где коэффициент передачи вибрации мало зависит от частоты, достаточно провести проверку равномерности огибаю­щей спектра генератора шума и коэффициента передачи вибрации с помощью синусоидального качания частоты. Это косвенный метод, приведенный в при­ложении С испытаний Fda или Fdb. Если в систему включен выравниватель, то для этого метода потребуется ужесточение допуска на 4 дБ для высокой и средней воспроизводимости, чтобы компенсировать возможные изменения в уровне выравнивания, которые могут иметь место, когда уровень вибрации увеличивается от уровня, установленного при регулировке, до уровня, необхо­димого для выдержки.

А5. Оценка погрешностей методов подтверждения

В приложении А СТ МЭК 68—2—35 (ГОСТ 28221) (Испытание Fda) и СТ МЭК 68—2—36 (ГОСТ 28222) (Испытание Fdb) приведены диаграммы, в основе которых лежит диапазон фильтров, применяемых на практике, и кото­рые применяются как вспомогательное средство для оценки пульсации и погреш­ности анализа. Эти диаграммы рассчитаны для тех частей спектра на участках, близких к всплескам «пики — провалы», которые возникают вследствие влияния на вибратор подвижной массы с одной степенью свободы. Было обнаружено, что наиболее важными параметрами являются частота «пик — провал», соот­ношения амплитуд, ширина полосы частот фильтра и для анализа погрешно­стей коэффициент формы спектра фильтра между точками затухания 12 и 3 дБ,

Аб. Скорость качания и время усреднения

При анализе случайных процессов для характеристики данных применя­ются статистические усредненные значения. При случайной вибрации приборы должны осуществлять усреднение по времени. Для получения относительно малых колебаний при считывании показаний СПУ время усреднения должно быть достаточно большим для узкой полосы частот, необходимой для высокой и средней воспроизводимостей. Там, где применяется анализ с помощью метода качающейся частоты, усреднение по времени также вызывает нежелательное усреднение по частоте, в силу чего скорость качания должна поэтому быть низ­кой с верхним пределом, зависимым от времени усреднения.

А7. Измерение кумулятивного среднего квадратического ускорения

В общем случае спектр СПУ определяет как постоянную величину от ниж­ней частоты Л до верхней частоты f₂ с некоторыми минимальными спадами за пределами этого диапазона. Соответствующей величиной в испытании является постоянная величина СПУ от fa до /₂, но поскольку она имеет довольно широ­кие допуски, то необходим жесткий контроль кумулятивного среднего квадратического значения ускорения. Используя косвенный метод подтвержде­ния, указанный в разд. А4, когда анализ спектра СПУ обычно не требуется, измерение среднего квадратического значения ускорения является единственной контролируемой величиной во время заключительного испытания при полном уровне.А8. Дальнейшее развитие

Методы подтверждения, приведенные в приложениях к испытаниям Fda_r Fdb и Fdc, основаны на методах, широко применяемых на практике в настоя­щее время.

Могут также использоваться и другие методы подтверждения СПУ, напри­мер, цифровой и ускоренный анализ спектра. Эти методы подтверждения могут быть включены в будущем при пересмотре этого испытания, как только обору­дование и информация для таких анализов найдут широкое применение в лабо­раториях вибрационных испытаний.

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

(На рассмотрении)