Анализ ударных воздействий позволяет сформулировать цели различных видов испытаний. Целью испытаний изделий на ударную прочность путем воздействия одиночных и многократных ударов является проверка их способности противостоять разрушающему действию механических ударов и сохранять после их действия значения параметров в пределах норм, установленных НТД. Возможно проведение испытаний на воздействие механических ударов многократного действия на ударную устойчивость, когда проверяют способность изделия выполнять свои функции при воздействии ударов.
Кроме того, испытания на воздействие ударов применяют для определения воздействия на изделия ударов и толчков, которые возможны во время ремонтных работ или при случайном падении при небрежном обращении. При этом возникает задача по определению прочности наиболее уязвимых узлов изделий. В соответствии с рекомендациями МЭК помимо приведенных предусматриваются также испытания на воздействие падения и опрокидывания.
Особым видом испытаний, предназначенным для имитации условий случайных ударных воздействий, возникающих при перевозке незакрепленных изделий колесным транспортом по пересеченной местности, являются испытания на транспортную тряску.
2. Условия испытаний на воздействие ударов и применяемое оборудование
Создание ударных нагрузок с заданными параметрами для проведения испытаний достигается с помощью ударных установок, в которых воздействие возникает за счет соударения тел. При этом наиболее часто используются соударения, осуществляемые через упругий элемент сопротивления, нелинейный элемент сопротивления безгистерезисного типа (пара «сфера—плоскость»), элемент сопротивления, работающий в зоне пластической деформации (жесткий конический наконечник через свинцовую прокладку).
В общем случае в структурную схему ударной установки (рис. 3) входят: средство разгона—ускоритель 5, подвижной стол, платформа или контейнер 6 вместе с испытуемым изделием 4, измерительным преобразователем 1 и контрольным преобразователем 8, тормозное устройство 7 (соударяющиеся элементы); система 9 управления и регулирования режима испытаний; средства измерения 2 и регистрации 3, позволяющие измерить значения некоторых параметров и зарегистрировать характер ударной перегрузки.
Классификация данных установок может проводиться по следующим основным признакам.
1. По структурно-конструктивному решению установки различают по средствам разгона и торможения, применяемым для получения заданного ударного нагружения.
Разгон может осуществляться принудительно или в результате свободного падения с определенной высоты. При принудительном разгоне ускорение зависит от длины пути и скорости движения изделия, создаваемой ускорителем за счет дополнительной энергии. При осуществлении разгона за счет свободного падения платформа с испытуемым изделием фиксируется на определенной высоте Я, когда перегрузка равна единице; затем - она освобождается и, падая, приобретает к моменту соударения скорость
При этом потери на трение не учитываются. Кинетическая энергия ударной нагрузки, приобретаемая платформой совместно с испытуемым изделием при разгоне, гасится в процессе взаимодействия с тормозным устройством. Таким образом, заданные параметры ударной нагрузки определяются условиями воспроизведения, т. е. скоростью v0в момент начала взаимодействия с тормозным устройством и путем торможения до остановки.
Заданное ударное нагружение за счет торможения с помощью тормозных устройств может быть основано на использовании необратимых или упругих деформаций. Необратимо деформируемые тормозные устройства одноразового действия реализуются путем применения упругопластических материалов, из которых изготовляются деформируемые элементы, подвергающиеся смятию при ударе или используемые в паре с внедряющимися в них жесткими наконечниками соответствующего профиля. Упругопластические деформируемые элементы в виде пластин, изготовляемых, например, из стали, латуни, меди, свинца и резины, обеспечивают получение ударных ускорений от 100м/с2 (при падении на резину) до 1000000м/с2 (при падении на сталь, латунь) с длительностью фронта ударного импульса от десятков микросекунд до нескольких миллисекунд. Пластически деформируемый элемент, используемый в совокупности с внедряющимся в него жестким наконечником, позволяет моделировать закон изменения ускорения с большой длительностью фронта ударного импульса, доходящих до десятков миллисекунд. Использование необратимо деформируемых тормозных устройств целесообразно в установках с разгоном, осуществляемым в результате свободного падения с определенной высоты.
Недостатком рассматриваемых тормозных устройств является возможность воспроизведения одного ударного импульса с определенными характеристиками.
Упругодеформируемые тормозные устройства многоразового применения основаны на использовании таких конструктивных элементов установок, которые при соударении изменяют свою форму в пределах упругих деформаций, а по окончании ударного процесса восстанавливают ее.
В качестве упругодеформируемых элементов используют прокладки из резины или пластиков и пневматические, гидравлические, пневмогидравлические устройства. В зависимости от конструкции и материалов, применяемых для изготовления прокладок, упругодеформируемые тормозные устройства позволяют воспроизводить ударные нагрузки симметричных форм, изменять максимальное ударное ускорение и длительность ударного импульса, а в некоторых случаях и его форму.
Недостатком упругодеформируемых тормозных устройств являются их конструктивная сложность и определенная трудность управления ударным процессом.
Для предотвращения повторных ударов, возникающих в установках, используют специальные пневматические и электромагнитные тормозные устройства, а также механические пружинные захваты.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.