Методические указания к выполнению лабораторной работы на тему: «Исследование работы ударного стенда»


Скачать 391.9 Kb.
НазваниеМетодические указания к выполнению лабораторной работы на тему: «Исследование работы ударного стенда»
страница1/3
Дата публикации18.06.2013
Размер391.9 Kb.
ТипМетодические указания
userdocs.ru > Спорт > Методические указания
  1   2   3


МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

филиал “Восход”

Кафедра КиИЛА Хакимов Р.Р.

Методические указания

к выполнению лабораторной работы
на тему: «Исследование работы ударного стенда»

по курсу: «Механические испытания»

Утверждено на заседании кафедры


протокол № ___________________

от “___” ________________ 2009 г.


г. Байконур 2009 г.

Аннотация
Методические указания предназначены для помощи студентам специальности 130900 в выполнении лабораторной работы по курсу «Механические испытания».

Лабораторная работа основана на закреплении знаний лекционного курса в изучении основных методов испытаний на воздействие ударных нагрузок.

Лабораторная работа позволяет студентам изучить принцип работы и устройство установок для создания ударных нагрузок для проведения наземных ударных испытаний.

Содержание




Аннотация


2

Содержание

3

Основные обозначения

4

Введение

5

Цель лабораторной работы

6

1. Ударный процесс и его характеристики

7

2. Ударные испытания и методы их проведения

10

3. Классификация, конструктивные особенности и эксплуатационные характеристики ударных стендов

4. Тормозные устройства

5. Практическая часть

12
19

23

6. Отчетность по лабораторной работе

24

Контрольные вопросы

25

Литература

26


Основные обозначения:
ЛА – летательный аппарат;

ЭВМ – электронно-вычислительная машина;

КЛА – космический летательный аппарат.

Введение



Приступая к выполнению лабораторной работы, студент должен внимательно изучить лекционный материал по данной теме.

При выполнении работы необходимо разобрать методы ударных испытаний: на ударную прочность при многократном воздействии; на ударную устойчивость при многократном воздействии; на ударную прочность и ударную устойчивость при воздействии одиночных ударов большой интенсивности; на прочность при транспортировании и падении, а также устройство ударных стендов.

Лабораторная работа должны помочь студентам специальности 130900 лучше усвоить теоретический курс, читаемый по дисциплине «Механические испытания».
Целью данной лабораторной работы является закрепление знаний, полученных в теоретическом курсе «Механические испытания».

В результате изучения работы студенты должны изучить методы проведения ударных испытаний, а также разобраться с принципом устройства и функционирования ударных стендов.

В конце работы предложены вопросы не только по содержанию лабораторной работы, но и по части лекционного курса, посвященного изучению испытаний на воздействие ударных нагрузок.

Результатом работы является защита лабораторной работы по вопросам, изложенным в конце пособия и по лекционному материалу.

1. Ударный процесс и его характеристики

В механике ударом называют механическое взаимодействие материальных тел, приводящее к конечному изменению скорос­тей их точек за бесконечно малый промежуток времени. Физи­чески это конечный, достаточно малый промежуток времени — время удара Т, не превышающее наименьший период Т0 = 2π/ω0 собственных колебаний системы.

В процессе эксплуатации ЛА подвергается воздействию удар­ных нагрузок. При транспортировании ЛА причинами их воз­никновения являются неустановившиеся режимы движения транспортного средства. Ударные нагрузки возникают, напри­мер, при соударениях вагонов в момент начала движения или резкого торможения железнодорожного состава, при наезде автотранспортного средства на преграду, при взлете и посадке самолета. Наиболее интенсивные нагрузки действуют на кон­струкцию ЛА и его бортовые системы в полете: при старте, в момент отделения ступеней, при смене режима работы двига­тельной установки и т. д. Возникновение ударных нагрузок связано, как правило, с резким изменением ускорения, скорос­ти или направления движения ЛА. К ударным нагрузкам также относят импульсные воздействия на конструкцию ЛА различных ударных волн.

Различают силовое и кинематическое ударные воздействия на исследуемую систему, которые вызывают реакцию — удар­ное движение. Ударное движение определяется ударным ускорением, скоростью и перемещением. В совокупности такие воз­действия и реакции называют ударными процессами.

Ударные процессы могут быть одиночными, многократными (с периодической или случайной последовательностью ударов) и комплексными. Одиночные и многократные процессы могут воздействовать на ЛА в продольном, поперечном и любом промежуточном направлениях, а комплексные - в двух или трех взаимно перпендикулярных плоскостях одновременно.

Различают ударные процессы (рис. 2.1) простой формы (в виде короткого однополярного импульса) и сложной формы (в виде совокупности импульсов с наложенными колебаниями).

В отличие от простого удара ударное воздействие сложной формы (сложный удар) может охватывать несколько периодов собственных колебаний. В реальных условиях эксплуатации ЛА простой одиночный ударный процесс встречается редко. Однако простые одиночные ударные импульсы широко используются при проведении ударных испытаний. Наиболее часто в реаль­ных условиях эксплуатации ЛА имеет место сложный одиноч­ный ударный процесс, состоящий из простого ударного импуль­са с наложенными колебаниями.

Механический удар характеризуется быстрым выделением энергии, в результате чего возникают местные упругие или пластические деформации, волны напряжения и другие эффек­ты, которые в отдельных случаях могут приводить к наруше­нию функционирования бортовых систем или разрушению кон­струкции ЛА. Результаты воздействия удара на ЛА зависят от характеристик ударного воздействия и механических свойств конструкции. Простой удар может вызвать разрушение кон­струкции вследствие возникновения сильных, хотя и кратко­временных перенапряжений в материале. Сложный удар, со­провождающийся циклическими или знакопеременными пере­напряжениями, может привести к накоплению микродеформа­ций усталостного характера. Так как ЛА обладает резонансны­ми свойствами, то даже простой удар может вызвать колебательную реакцию в элементах конструкции, которая также со­провождается усталостными явлениями.

Меры защиты от вредного воздействия ударных нагрузок, как и от вибраций, делят на две группы. К первой группе от­носятся меры, направленные на обеспечение требуемой механи­ческой прочности и жесткости конструкции, ко второй — меры, нацеленные на изоляцию элементов конструкции или бортовых агрегатов от ударных воздействий. В последнем слу­чае применяют различные амортизирующие средства, изоли­рующие прокладки, компенсаторы и демпферы.

Различают два вида испытаний:

  • испытания на ударную прочность;

  • испытания на ударную устойчивость.

Испытания на ударную прочность проводят с целью проверки способности изделия противостоять разрушающему действию механических ударов, сохранять свои параметры в пределах, указанных в НТД.

Испытания на ударную устойчивость поводят с целью проверки способности изделия выполнять свои функции в условиях действия механических ударов.

Полностью устранить влияние ударов на конструкцию ЛА и его бортовые агрегаты невозможно, поэтому изделие должно быть достаточно прочным и устойчивым к воздействию удар­ных нагрузок. Ударной прочностью называют способность изде­лия выдерживать заданный уровень ударных нагрузок без раз­рушения. Ударную устойчивость определяют как способность изделия нормально функционировать, т. е. сохранять свои ос­новные параметры во время и после воздействия ударных на­грузок в пределах, указанных в нормативно-технических доку­ментах на изделие.

Основными характеристиками ударного процесса являются:

  • законы изменения во времени ударного ускорения а(t),
    скорости v(t), перемещения x(t) или перегрузки n(t);

  • длительность ударного ускорения τ — время, в течение которого действуют мгновенные ускорения а одного знака, удовлетворяющие условию а > 0,1 ап , где ап — пиковое ударное

ускорение (рис. 2.2);

длительность переднего фронта τф ударного ускорения —интервал времени от момента появления ударного ускорения до
момента, соответствующего его пиковому значению (рис. 2.2);

  • пиковое ударное ускорение ап;

  • импульс ударного ускорения Jп — интеграл от ударного
    ускорения за время, равное длительности его действия;

коэффициент наложения колебаний ударного ускорения
К
н.к — отношение полной суммы абсолютных значений приращений между смежными экстремальными значениями ударного ускорения к его удвоенному пиковому значению (рис. 2.3):

где п — число точек экстремума.

С целью облегчения воспроиз­водимости испытательных удар­ных воздействий и сопоставимос­ти результатов испытаний в каче­стве ударных воздействий широ­ко используют эталонные удар­ные импульсы. Они представляют собой ударные воздействия (уско­рения), законы изменения кото­рых во времени описываются простыми аналитическими функциями. Наиболее часто приме­няют эталонные ударные импульсы треугольной (пилообраз­ной), полусинусоидальной и трапецеидальной (прямоугольной) формы. В качестве примера приведем аналитические функции параметров движения для ударного импульса полусинусоидаль­ной формы. При нулевых начальных условиях (в момент вре­мени t = О начальная скорость v = О и начальное перемещение х = О) функциональные зависимости параметров движения от времени имеют вид





где амплитудные значения перемещения и скорости равны:




Спектральными характеристиками ударного процесса явля­ются амплитудный спектр Фурье (или частотный спектр) и ударный спектр. Амплитудный спектр Фурье F(f) представляет собой результат прямого преобразования Фурье временной зави­симости f(t) ударного воздействия (как правило, ударного уско­рения a(t)):



Ударный спектр S(t) определяется как зависимость макси­мального значения реакции (ускорения, скорости или переме­щения) последовательности резонаторов на ударное возбужде­ние от собственных частот резонаторов. При этом под резонато­ром понимают линейную консервативную колебательную систе­му с одной степенью свободы. В зависимости от интервала вре­мени, в котором наблюдается реакция резонаторов, различают три типа ударных спектров:

  • начальный спектр SH(f), определяемый по реакции резона­
    торов за время ударного воздействия;

  • остаточный спектр S0(f), определяемый по реакции резонаторов после окончания ударного воздействия;

  • полный спектр Sп(f) за время О < t < ∞, который находится как верхняя огибающая функций начального и остаточного спектров.

Амплитудный спектр Фурье и остаточный ударный спектр связаны соотношением







2. Ударные испытания и методы их проведения

Цели и задачи испытаний. В соответствии с требованиями ударной прочности и ударной устойчивости конструкции ЛА и его бортовых агрегатов основными целями ударных испытаний являются:

  • проверка способности изделия выдерживать заданный уровень ударных нагрузок без разрушения;

  • проверка способности изделия нормально функционировать во время ударного воздействия и после него.

Ударные испытания проводят на стадии экспериментальной отработки ЛА, причем испытаниям подвергают не только изде­лие в целом, но и его отдельные конструктивные узлы и агре­гаты. При проведении испытаний стремятся к тому, чтобы ус­ловия испытаний были максимально приближены к условиям натурного ударного нагружения ЛА. В этом фактически и за­ключается главная задача воспроизведения ударных нагрузок в лабораторных условиях. Ее успешное решение требует глубоко­го анализа характера ударного нагружения ЛА в реальных ус­ловиях эксплуатации. С этой целью определяют вид, форму, длительность ударного воздействия, максимальное ударное ус­корение, направление ударного нагружения, число ударов, дей­ствующих на ЛА при эксплуатации, а также характеристики испытываемого изделия (габаритные размеры, массу, передаточ­ную функцию, место приложения ударного воздействия, усло­вия работы изделия). На основании этих данных разрабатыва­ют способ проведения ударных испытаний ЛА, который предпо­лагает, как правило, решение ряда частных задач:

  • разработку методики создания в лабораторных условиях
    ударных воздействий с заданными характеристиками;

  • выбор ударного стенда и комплекса контрольно-измерительной аппаратуры, обеспечивающих воспроизведение заданно­го ударного нагружения и измерение, обработку и регистрацию
    основных характеристик ударного процесса;

— обоснование критерия, позволяющего наиболее полно оха­рактеризовать поведение исследуемого объекта в реальных ус­ловиях эксплуатации по результатам лабораторного экспери­мента. Такой критерий может быть выбран, в частности, с по­мощью методов теории подобия.
  1   2   3

Похожие:

Методические указания к выполнению лабораторной работы на тему: «Исследование работы ударного стенда» iconМетодические указания к выполнению лабораторной работы на тему: «Изучение центробежных стендов»
Методические указания предназначены для помощи студентам специальности 130900 в выполнении лабораторной работы по курсу «Механические...
Методические указания к выполнению лабораторной работы на тему: «Исследование работы ударного стенда» iconМетодические указания к выполнению лабораторной работы
Безопасность жизнедеятельности: Методические указания к выполнению лабораторной работы «Исследование естественного освещения в рабочих...
Методические указания к выполнению лабораторной работы на тему: «Исследование работы ударного стенда» iconМетодические указания к выполнению лабораторной работы на тему: «Методы...
Методические указания предназначены для помощи студентам специальности 130900 в выполнении лабораторной работы по курсу «Контрольно-испытательные...
Методические указания к выполнению лабораторной работы на тему: «Исследование работы ударного стенда» iconМетодические указания к выполнению лабораторной работы на тему: «Испытания...
Методические указания предназначены для помощи студентам специальности 130900 в выполнении лабораторной работы по курсу «Механические...
Методические указания к выполнению лабораторной работы на тему: «Исследование работы ударного стенда» iconМетодические указания по выполнению лабораторной работы на тему :...
Методические указания предназначены для помощи студентам специальности 1309 в выполнении лабораторной работы по курсу “Основы устройства...
Методические указания к выполнению лабораторной работы на тему: «Исследование работы ударного стенда» iconМетодические указания к выполнению лабораторной работы «Исследование...
Безопасность жизнедеятельности. Методические указания к выполнению лабораторной работы «Исследование метеорологических условий производственной...
Методические указания к выполнению лабораторной работы на тему: «Исследование работы ударного стенда» iconМетодические указания к выполнению лабораторной работы №3 «Исследование...
Методические указания к выполнению лабораторной работы «Исследование искусственного освещения в рабочих помещениях» для всех специальностей...
Методические указания к выполнению лабораторной работы на тему: «Исследование работы ударного стенда» iconЛабораторная работа 2012. Фэф часть 1
Перед выполнением лабораторной работы необходимо изучить «Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Статистика»,...
Методические указания к выполнению лабораторной работы на тему: «Исследование работы ударного стенда» iconМетодические указания содержат краткие теоретические сведения по...
Исследование освещенности рабочих мест: методические указания к лабораторной работе / Лустгартен Т. Ю., Видзон Е. З., Румянцев С....
Методические указания к выполнению лабораторной работы на тему: «Исследование работы ударного стенда» iconМетодические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Экономика предприятия»
Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Экономика предприятия» на тему: «Расчет издержек производства и...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница