Условия испытаний на воздействие вибрации, обобщающая структурная схема вибрационной установки. Электрические виброметры-тензометрические, пьезоэлектрические, электретные и их краткая характеристика. Испытание на виброустойчивость и вибропрочнисть

27. Умови випробувань на вплив вібрації, узагальнююча структурна схема вібраційної установки, класифікація установок.

1.По принципу действия вибростенда различают механические, электродинамические, электрогидравлические, пьезоэлектрические и другие виды виброустановок. Применение различных вибростендов определяется требованиями к характеру вибрации и  к значениям ее  параметров.

2.По системам управления: разомкнутые и замкнутые. В разомкнутых виброустановках поддержание значений парамет­ров вибрации на заданном уровне осуществляется вручную, а в замкнутых автоматически.

3.По характеру воспроизводимой вибрации, т. е. по значению колеблющейся величины, изменяющейся во времени, различают виброустановки гармонической и случайной вибрации, а также комбинированные, воспроизводящие оба вида вибрации.

4.Пo направлению приложения силы механических воздействийразличают виброустановки для воспроизведения линейной вибрации: прямолинейной вертикальной или горизонтальной (однокомпонентной), плоскостной—одновременно горизонтальной и вертикальной (двухкомпонентной) и простран­ственной (трехкомпонентной); а также угловой вибрации.

5.По назначении: испытательные и калиб­ровочные, используемые для калибровки ВИП. Находят применение специ­альные виброустановки для испытания изделий на транспортабельность (на вибропрочность) и на контроль и качество упаковки.

В структурную   схему вибрационной установки входят: вибростенд (вибровозбудитель) 4, преобразующий   энергию   любого   вида в энергию механических колебаний (в вибрацию); генератор испытательных сигналов 2, создающий управляющее воздействие на вибростенд, соответствующее заданному характеру вибрации и режиму испытаний; усилитель мощности 3, предназначенный для получения требуемого значения вынуждающей силы. Испытуемое изделие устанавливается и закрепляется для передачи ему вибраций на конструктивной части подвижной системы, стол 5. Для получения информации о воздействии вибрации в процессе испытаний используют виброизмерительные преобразователи (ВИП). Контрольная точка 6 располагается в том месте, относительно которого должно производится измерение значений параметров вибрации испытуемого изделия(она должна находится как можно ближе к одной из точек крепления и быть с ней жестко связана). Сигнал с контрольного ВИП 7 используется в системе управления 1, обеспечивающей поддержание значений параметров вибрации на определенном уровне. Измерительная точка 8 располагается в том месте на испытуемом изделии 9, где значения параметров вибрации определяют исход испытаний. В точку 8 помещают ВИП 10, сигнал с которого подводится к средствам измерения, анализа и обработки результатов измерений 11.

28. Електричні віброметри-тензометричні, п’єзоелектричні, електретні та їх стисла характеристика.

Электрические ВИП преобразуют механические колебания изделий в изменение взаимодействия между зарядами электрического поля. Наибольшее применение имеют ВИП, основанные на изменении активного сопротивления или емкости под действием механических колебаний и на использовании тензо-, пьезо- и электретного эффектов.

Тензометрические ВИП основаны на использовании явления тензоэффекта, заключающегося в изменении активного сопротивления проводников и полупроводников при их механической деформации. Характеристикой тензоэффекта различных материалов является коэффициент относительной тензочувствительности, определяемый как отношение относительного изменения сопротивления к относительному изменению длины проводника.  Погрешности при измерениях ВИП на тензорезисторах зависят главным образом от их собственных свойств, способа их закрепления на пружине, применяемой измерительной схемы, стабильности постоянного питающего тензорезистор напряжения и воздействий окружающей среды.

Электретные преобразователи используют явление электростатической индукции, заключающееся в наведении свободных электрических зарядов на поверхностях изделий, перемещающихся по отношению к электрету. Достоинством бесконтактного электретного ВИП является то что он не требует для своей работы постоянного питающего напряжения, прост в эксплуатации и позволяет проводить измерения значений параметров вибрации изделий из любых материалов.

Пьезоэлектрические измерительные преобразователи применяются для измерения значений параметров вибрации и ударов. Они основаны на использовании прямого пьезоэлектрического эффекта, при котором под воздействием внешних сил на кристаллы некоторых природных материалов возникает электрическая поляризация и на поверхности пьезоэлемента образуются связанные заряды, плотность которых пропорциональна создаваемому механическому напряжению. Основными параметрами характеризующими пьезоэффект, являются: напряженность электрического поля, поляризация или электрическая индукция, упругое напряжение и деформация, характеризуемая коэффициентом поперечного сжатия. Наибольшее применение в качестве пьезоэлементов получила пьезокерамика  (критична к действию повышенной температуры). Недостаток: - кабельный эффект, заключающийся в возникновении трибоэлектрических зарядов, генерируемых при механическом движении кабеля; -наличие поперечного преобразования; -возможность возникновения собственного резонанса и необходимость непосредственного контакта с испытуемым изделием. Достоинства: имеют достаточно большой коэффициент преобразования, равномерную АЧХ в достаточно широком диапазоне частот, большой динамический диапазон и достаточно малую массу.

29. Випробування на вібростійкість та вібропрочність. Основні методи випробувань та їх стисла характеристика.

Испытания на вибропрочность могут проводится при воздействии на изделие синусоидальной вибрации методами фиксированной и качающейся частоты, а также методом широкополосной случайной вибрации.

Испытания методом фиксированных частот синусоидальной вибрации про­водят путем установки заданных значений параметров вибрации на фик­сированной частоте. Испытания могут осуществляться на одной частоте, на заранее определенной частоте механического резонанса, на ряде заданных частот.

Испытания методом качающейся частоты осуществляют непрерывным изменением (развертыванием-сканированием) частоты сигналов в сторону ее увеличения, а затем уменьшения.

Испытания на воздействия широкополосной случайной вибрации позволяют лучше, чем при синусоидальной вибрации, моделировать статистический характер воздействия и выявлять механизмы разрушения и повреждения различных изделий. Кроме того, одновременное возбуждение механических резонансов отдельных элементов изделия позволяет учитывать их взаимное влияние и сокращать срок испытания, приближая их  к  условиям  реальной  эксплуатации.

Причем возможно осуществление нормальних и ускоренных испытаний.

Испытания на виброустойчивость в настоящее время проводят при воздействии на изделие синусоидальных колебаний, параметры которых определяются НТД на испытуемое изделие. Испытания изделий осуществляются под электрической нагрузкой (напряжением), периодически контролируя значения параметров и характеристик испытуемых изделий. Испытания на виброустойчивость могут проводится методами фиксированных и качающейся частот. Но предпочтительнее метод качающейся частоты, при осуществлении которого частота плавно изменяется в заданном диапазоне со скоростью, достаточной для проверки и регистрации контролируемых параметров изделий. Испытания на виброустойчивость, осуществляемые методом качающейся частоты, могут быть нормальными и ускоренными. Методы ускоренных испытаний могут реализовываться для изделий с известными частотами механического резонанса. Ускорение процесса испытаний достигается за счет их осуществления в наиболее опасной резонансной зоне. При испытаниях сложных конструкций возможно использование методов случайной вибрации.

Испытаниям на вибрационные нагрузки подвергают одни и те же изделия, причем вначале их испытывают на вибропрочность, а затем на виброустойчивость. Положение изделия при испытаниях определяется НТД. Рекомендуется располагать их  в трех взаимно перпендикулярных направлениях по отношению к воздействующей вибрации. Продолжительность испытаний в каждом положении берется равной 1/3 общей продолжительности. При необходимости допускаются перерывы в испытаниях при условиях сохранения их общей продолжительности.