Методические указания к выполнению лабораторной работы на тему: «Испытания на воздействие акустических нагрузок»
Скачать 272.44 Kb.
|
МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) филиал “Восход” Кафедра КиИЛА Хакимов Р.Р. Методические указания к выполнению лабораторной работы на тему: «Испытания на воздействие акустических нагрузок» по курсу: «Механические испытания» Утверждено на заседании кафедрыпротокол № ___________________ 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 акустических нагрузок. Лабораторная работа позволяет студентам изучить принцип работы и устройство установок для создания звукового поля для проведения наземных акустических испытаний. Содержание
Основные обозначения: ЛА – летательный аппарат; РД – ракетный двигатель; КЛА – космический летательный аппарат. ВведениеПриступая к выполнению лабораторной работы, студент должен внимательно изучить лекционный материал по данной теме. При выполнении работы первоначально необходимо разобрать методы испытаний в испытательных боксах, реверберационных камерах и каналах бегущей волны, а также устройство генераторов акустических нагрузок. 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 разобраться с методами акустических испытаний: генерации акустического поля в испытательных боксах, реверберационных камерах и каналах бегущей волны, а также разобраться с принципом устройства и функционирования генераторов акустических нагрузок. В конце работы предложены вопросы не только по содержанию лабораторной работы, но и по части лекционного курса, посвященного изучению испытаний на воздействия акустических нагрузок. Результатом работы является защита лабораторной работы по вопросам изложенным в конце пособия и по лекционному материалу. 1. Испытания на воздействие акустических нагрузок В последние десятилетия на стыке двух наук — аэродинамики и акустики — образовалось новое научное направление — аэроакустика. Аэроакустика изучает проблемы аэродинамической генерации звука, его распространения и снижения шума. Акустические испытания, т.е. испытания на воздействие шума (звукового давления), выделяются в специальный вид испытаний. Акустические испытания могут преследовать две различные цели:
Воспроизведение действительных условий нагружения при акустических испытаниях представляет собой сложную задачу, так как акустические нагрузки имеют случайный характер и изменяются в весьма широком диапазоне частот. Создание универсального стенда, воспроизводящего весь комплекс акустических нагрузок, оказалось практически неосуществимым. Поэтому при наземных испытаниях имитируются наиболее важные режимы нагружения. При этом предполагается, что, несмотря на физическое различие между искусственным шумом (на стенде) и шумом РД, пульсациями давления в турбулентном пограничном слое в зонах отрывных аэродинамических возмущений и колеблющимися ударными волнами, они вызывают сходную вибрационную реакцию конструкции. При проектировании установок акустического нагружения и разработке методик испытаний решаются следующие основные задачи:
Общие требования к акустическим стендам, предназначенным для испытаний конструкций ЛА и его элементов, сводятся к следующему: — необходимо воспроизводить уровни акустических нагружений, близкие к эксплуатационным; — параметрический ряд стендов должен обеспечивать проведение прочностных, контрольных и сертификационных испытаний как элементов, узлов и агрегатов ЛА, так и его систем и изделия в целом;
Наиболее распространенный вид усталостных повреждений обшивки от акустических воздействий — разрушение отдельных панелей, оболочек и подкрепляющих элементов, особенно в местах значительной концентрации напряжений вблизи заклепочных швов и отверстий. В натурных условиях элементы конструкции ЛА подвергаются интенсивному акустическому нагружению на трех основных этапах: 1) старт; 2) выход на трансзвуковую скорость при подъеме; 3) спуск и торможение ЛА в плотных слоях атмосферы на этапе старта. Мощное акустическое поле возникает от высокотемпературных струй газа, истекающих из реактивных двигателей, которые взаимодействуют с окружающей средой и с частями наземного комплекса. Шум от РД возникает в результате колебаний давления у пограничных слоев в результате взаимодействия высокоскоростной струи газа и окружающего воздуха. Для определения звуковой мощности реактивной струи в зависимости от скорости истечения струи можно использовать следующие зависимости:  Здесь ρ — плотность газового потока струи; v — скорость истекающей струи относительно окружающего воздуха; ρ0 — плотность окружающей среды; а0 — скорость звука в окружающей среде; D — диаметр сопла. Из приведенных зависимостей видно, что интенсивность шума истекающей струи максимальна при работе двигателя на земле, когда скорость течения газов относительно окружающего воздуха достигает наибольшего значения. С возрастанием скорости движения ЛА интенсивность акустического поля давления от реактивных двигателей на поверхности его корпуса снижается. Снижается и общий уровень вибраций элементов конструкции. Затухают низкочастотные упругие колебания ЛА, вызванные резким выходом двигателей на режим. С другой стороны, по мере роста скоростного напора повышается интенсивность вибраций, обусловленных пульсацией внешнего аэродинамического давления. На поверхности ЛА под турбулентным пограничным слоем наблюдается случайное по пространству и времени поле интенсивных пульсаций давления звукового диапазона частот. Уже сама турбулентность пограничного слоя в сжимаемом потоке является источником излучения звуковой энергии. Однако интенсивность пульсаций давления на обтекаемой поверхности за счет акустического излучения турбулентности даже при больших числах Маха существенно меньше интенсивности псевдозвуковых пульсаций давления. Эти пульсации давления и являются основными источниками шума от пограничного слоя. Зависимости статистических характеристик пульсаций давления в турбулентном пограничном слое от аэродинамических параметров получают на основании результатов экспериментальных исследований. Указанные пристеночные пульсации давления относятся к случаю установившегося развитого турбулентного пограничного слоя на гладкой поверхности при нулевом продольном градиенте давления. Небольшой отрицательный градиент давления приводит к сильному уменьшению высокочастотных составляющих пульсаций давления, практически не оказывая влияния на низкочастотные пульсации давления. Положительный градиент давления (не приводящий к отрыву пограничного слоя) вызывает рост низкочастотных составляющих, при этом не изменяются высокочастотные составляющие спектра, из-за чего увеличивается среднеквадратичное значение пульсаций давления в турбулентном пограничном слое. Наличие выступающих элементов при большом положительном градиенте давления приводит к срыву потока. В зонах отрыва наблюдаются интенсивные пульсации давления, превышающие пульсации давления в невозмущенном пограничном слое в 4—5 раз. Возмущения турбулентного пограничного слоя возникают из-за появления скачков уплотнения и их интерференции. В области присоединения скачков наблюдается увеличение пристеночных пульсаций давления по мере роста интенсивности скачка уплотнения. Шероховатость поверхности приводит к значительному увеличению пульсаций давления в турбулентном пограничном слое по сравнению со случаем гладкой обтекаемой поверхности. В этих случаях среднеквадратичное значение пульсаций давления на поверхности ЛА за счет шероховатости может возрасти почти на порядок для гладкой поверхности. Среднеквадратичное значение пульсаций давления зависит от скоростного напора:  Для установления условий акустического подобия аэродинамических потоков необходимо рассмотреть основное волновое уравнение, описывающее источники шума аэродинамического происхождения и распространения звука от этих источников:  2. Установки для испытаний Звуковое поле создается в испытательных боксах, реверберационных камерах и каналах бегущей волны. Принципиальная схема бокса для проведения акустических испытаний показана на рис. 2.65. Испытуемые изделия 4 располагают вокруг струи 3, истекающей из сопла реактивного двигателя 1 на монтажной раме 5. Для сброса газов за рабочим участком расположен диффузор 2. Параметры звукового поля и реакции панелей обшивки контролируют при помощи микрофонов и тензорезисторных датчиков. Как видно из схемы, интенсивным источником шума является выхлопная струя реактивного двигателя. Так, вблизи среза выхлопного сопла уровни шума составляют приблизительно 160 — 175 дБ. Такое интенсивное акустическое излучение реактивных струй связано с неоднородностью структуры турбулентного потока и может рассматриваться как результат взаимодействия нестационарных объемов жидкости или турбулентных вихрей.  1. Акустическую мощность турбулентной струи определяют по формуле  2. Уровень суммарного шума в точке звукового поля, расположенной на расстоянии r от среза сопла под углом Q к оси струи, определяют по выражению  Фактор направленности l0lgФ, который представляет собой разность между измеренным уровнем шума и уровнем шума в той же точке от фиктивного источника такой же мощности, как и исследуемый источник, но излучающего звук равномерно во всех направлениях, определяют в соответствии с температурой Т и числом М струи; Q — угол между осью струи и направлением измерения шума; Δ — поправка, учитывающая влияние скорости полета ЛА:  Значение коэффициента п зависит от угла наблюдения Q (табл. 2.4).  В реверберационных камерах происходит отражение звука от стенок камеры, и звуковое поле вокруг объекта испытаний представляет собой интерференционную картину звуковых волн, т.е. возникает эффект резонансного усиления колебаний среды. Реверберационная камера представляет собой помещение, стены которого оштукатурены с последующим железнением их и покраской тонким слоем. Толщина стен может достигать 80 см при уровне шума 170 дБ. В другом варианте стены реверберационной камеры могут быть облицованы плиткой. Такое помещение почти полностью (99%) отражает звуковые волны. В результате этого в камере создается диффузное звуковое поле, т.е. поле, в котором все направления равнозначны и уровни звукового давления одинаковы в любой точке камеры. Размеры камеры выбирают в соответствии с размерами объекта испытаний. В среднем объем реверберационной камеры должен превышать объем испытуемого образца не менее чем в 8 раз. Для того чтобы акустическое поле было более равномерным, камеры относительно небольших объемов (менее 1000м3) строят с непараллельными стенками, что способствует улучшению условий реверберации звука. Угол скоса противоположных поверхностей относительно друг друга 5 - 10°. Камеры большого объема (более 1000м3) обычно делают прямоугольными. Для повышения диффузности поля в таких камерах иногда применяют рассеиватели — жесткие клинья, устанавливаемые на внутренних поверхностях камер. Ориентировочно объем реверберационной камеры можно определить из условия обеспечения нижнего частотного диапазона измерений по формуле  где V — объем камеры; fн — нижняя граничная частота. Более точный расчет размеров реверберационной камеры (длины d, ширины b и высоты h) производят по формулам:  Правильность выбранных размеров камеры оценивается исходя из удовлетворения условия  В реверберационных камерах, как правило, испытывают полноразмерные конструкции ЛА. Генераторы звукового давления устанавливаются в разных местах внутри камеры или могут быть установлены вне камеры. Уровень шума, достигаемый в таких камерах, составляет 177 дБ. Управляемый спектр шума — от 40 до 1250 Гц, общий спектр шума — от 40 до 10 000 Гц. Такие камеры позволяют намного снизить потребную акустическую мощность, а также практически избежать воздействия сильного шума на обслуживающий персонал. Уровень шума около камеры имеет значение порядка 50 дБ. Известные реверберационные камеры имеют объемы 50 — 5000м3 . Наблюдается тенденция к еще большему увеличению объема камер. В состав реверберационных камер входят (рис. 2.66):
— шумоглушитель для вывода рабочего тела звуковых генераторов. При конструировании реверберационных камер суммарная акустическая мощность источников шума в соответствующих частотных полосах должна быть распределена на минимальное количество согласующих устройств (рупоров). При этом должна достигаться высокая, эффективность излучения звука рупором, условием выбора геометрических размеров которого является  где d — размер выходного сечения рупора; а — скорость звука; fкр — критическая частота рупора, ниже которой эффективность излучения резко падает.  Наибольшая эффективность излучения звука у экспоненциального рупора. При этой форме поперечное сечение рупора увеличивается на одинаковую процентную величину через каждую единицу его осевой длины. Это приращение определяет нижнюю граничную частоту рупора. На рис. 2.67 представлена зависимость процентного приращения поперечного сечения на 1 см осевой длины от нижней граничной частоты. Так, например, чтобы получить нижнюю граничную частоту 60 Гц, площадь поперечного сечения рупора надо увеличивать на 2% через каждый сантиметр его осевой длины. Эту зависимость можно представить и в виде формулы  где ^ приращение площади поперечного сечения, %. Для приращений К, меньших 20%, и, следовательно, для граничных частот, меньших 500 Гц, формула может быть представлена в следующем виде:  В рупоре круглого или квадратного сечения диаметр круга или сторона квадрата должны увеличиваться на каждый сантиметр длины рупора на (К%)1/2. В рупоре прямоугольного сечения с постоянной высотой ширина сечения должна увеличиваться на К % на каждый сантиметр длины рупора. Для хорошего воспроизведения низких частот нужно также обеспечивать достаточные размеры выходного отверстия рупора — устья. Его диаметр должен быть не менее λгр/π. Следовательно, для нижней граничной частоты 100 Гц, для которой длина волны составляет 3,4 м, диаметр устья должен быть около 110 см. Для более низких граничных частот размеры устья рупора будут еще больше. В области низких частот в полосе 25 < f < 100 Гц более эффективным является катеноидальный рупор.   Расчет рупора следует начинать, задавшись размерами устья по выбранной нижней граничной частоте, уменьшая сечение на К% на каждый сантиметр осевой длины до тех пор, пока не получим сечение, равное площади диффузора или диафрагмы звукового генератора. При этом в месте сопряжения сечения звукового генератора и рупора должны иметь одну форму. Если же форма сечения рупора отличается от формы выходного отверстия звукового генератора, то сопряжение осуществляется с помощью промежуточной камеры. Интенсивность акустического поля в камере зависит от места расположения источников звука. При расположении источника на стене камеры средняя интенсивность звука в два раза, а при установке в углу — в четыре раза выше, чем при установке его в центре.Для повышения равномерности звукового поля в камере прямоугольной формы рекомендуется брать следующие соотношения линейных размеров:  Так как в подобных камерах звуковые нагрузки обычно имеют широкополосные спектры частот с неравномерной спектральной плотностью, на стендах необходимо создавать согласованное (программное) управление генераторами, формирующими спектр звуковых давлений. Это осуществляется при помощи многоканальной управляющей системы (рис. 2.68). Исходный сигнал звукового давления задается генератором белого шума 8, имеющего полосу частот 20 Гц — 20 кГц. Из этой широкой полосы при помощи фильтров устройства 9 выделяют ряд более узких полос, чаще всего 1/3-октавных. В каждой из полос уровень сигнала может регулироваться в пределах 40 — 60 дБ. Просуммированный на выходе фильтров формируемый сигнал поступает в параллельно включенные усилители мощности генераторов звука — сирен 3, 4, 5, создающих акустическое поле в боксе камеры 6. В каждом генераторе шума предусмотрен независимый канал управления сжатия воздухом, включающий обычные для воздухораспределительных систем устройства: электрозадвижку, дроссель, регулятор давления, воздушный фильтр, ресивер. В качестве датчиков обратной связи в системе регулирования используют микрофоны 13, устанавливаемые в контрольных точках бокса. Для ввода в систему регулирования сигналы, поступающие от микрофонов, усиливаются и усредняются и, пройдя коммутатор 16, поступают в полосовой анализатор спектра 15, аналогичный по составу анализатору устройства 9. Пройдя среднеквадратичный детектор 17, уровни сигнала в полосах с помощью мини-ЭВМ сравниваются с заданными уровнями, в результате чего вырабатывается сигнал корректировки, поступающий на усилители задающих фильтров устройства 9, благодаря чему автоматически поддерживается уровень звукового давления в камере. Достаточно хорошее приближение к заданным характеристикам акустического нагружения можно получить при использовании десяти микрофонов. Одно из основных достоинств такой автоматической системы регулирования — быстрота настройки на требуемый режим испытания объекта. Обычно при таких испытаниях требуется измерять звуковое давление, деформацию и вибрацию. Для этого в комплексе технологического оборудования предусматривается система сбора, измерения и обработки получаемых данных. Эта система должна контролировать среднеквадратичные значения измеряемых величин в ходе эксперимента, регистрировать процессы на магнитной ленте и затем обрабатывать их на анализаторах.  Каналы бегущей волны (рис. 2.69) используются для испытаний элементов обшивки ЛА на акустическую выносливость в ближнем акустическом поле (граница зоны смешивания турбулентной струи) с направлением фронта распространения звуковых волн по касательной к поверхности обшивки.Установка представляет собой туннельный канал (волновод) 4 с сечением прямоугольной формы. Размеры поперечного сечения канала выбирают в зависимости от габаритных размеров испытуемых панелей, отношение ширины канала к высоте должно быть не менее 1:5. Испытуемую панель 6 устанавливают в рабочую часть блока 5 установки заподлицо с внутренней поверхностью стенки канала. Корпус волновода 4 установки выполняют железобетонным или полностью металлическим, сварной конструкции. Коэффициент звукопоглощения стен волновода должен быть не выше 1,6%. Звуковые колебания в канале возбуждаются при помощи генераторов-сирен 2, устанавливаемых в головной части установки. Одно из главных требований воспроизведения бегущих волн — отсутствие отражения звука от стен канала и его торца. Для выполнения этого требования в концевой части канала устанавливают звукопоглощающие клинья 7, которые в некоторых случаях увеличивают длину установки до 10—15 м. Системы электрического и пневматического питания генераторов, управления и измерительная примерно такие же, как и в реверберационных камерах. Уровень акустической мощности до 170 дБ. Комбинированные установки сочетают преимущества реверберационной камеры и установок с бегущей звуковой волной. Они содержат систему акустических генераторов с рупорами, переходящими в секцию бегущей волны, обычно прямоугольного поперечного сечения, для испытания панелей при достаточно высоких уровнях шума и следующую за ней реверберационную камеру для испытаний на меньших уровнях звукового давления объемных отсеков ЛА. При необходимости на стенках реверберационной камеры иногда ставят шумопоглощающие клинья, и тогда установка работает в режиме бегущей волны. К недостаткам комбинированной установки можно отнести неблагоприятное влияние отраженных звуковых волн на характеристики поля в секции бегущих волн при относительно малых размерах оконечной камеры. 3. Генераторы акустических нагрузок В качестве генераторов акустических нагрузок могут применяться следующие устройства:
 Принципиальная схема устройства электродинамического громкоговорителя показана на рис. 2.70. В кольцевом воздушном зазоре магнитной цепи, состоящей из постоянного магнита 1 и магнитопровода 2, 3, 4, в радиальном направлении проходит постоянный магнитный поток. В этом зазоре помещается звуковая катушка 5, к которой приложено переменное напряжение звуковой частоты.Ток, проходя через катушку, взаимодействует с постоянным потоком и создает силу, приводящую в колебание катушку и скрепленную с ней диафрагму (диффузор) 8. Диффузор, обычно бумажный, представляет собой конус, имеющий в основании окружность или эллипс и прямую или криволинейную образующую. По внешнему краю диффузор имеет гофрированный подвес 7. Назначение подвеса — создать диффузору возможность колебаться поршне-образно в более широком диапазоне частот и увеличить диапазон линейной зависимости сила — смещение диффузора. У своей вершины диффузор, а вместе с ним звуковая катушка удерживаются в коаксиальном относительно зазора магнитной цепи положении с помощью центрирующей шайбы 6. Эта шайба, также гофрированная, охватывает по внутреннему контуру вершину диффузора и звуковую катушку, а по внешнему крепится к специальному кольцу.  Такие источники удобны при испытаниях радиоэлектронного оборудования. Основным недостатком такого источника является сравнительно невысокий (порядка 140 дБ) уровень звукового давления.3. Сирены, в свою очередь, подразделяются на динамические и статические. Работа динамической сирены основана на прерывании вращающимся ротором потока сжатого воздуха, проходящего через отверстия статора. Динамические сирены могут воспроизводить дискретный спектр частот и широкополосный спектр частот. ^ Основным элементом, генерирующим звуковые колебания, является вращающийся диск 2 (рис. 2.71) с отверстиями, установленный в струе воздуха, истекающего из сопел форкамеры 3. Число сопел в форкамере и шаг распределения по окружности соответственно равны числу и шагу распределения аналогичных отверстий в рабочем колесе (диске 2). Попеременное открывание и закрывание отверстий приводит к резкому изменению газодинамических параметров струи и, следовательно, к возникновению пульсаций давления в горле рупора 1, которые возмущают звуковые колебания воздушной среды. Частота звуковых колебаний зависит от частоты вращения ротора; низшая гармоническая составляющая  Число отверстий в диске рабочего колеса и число отверстий в форкамере выбирают в соответствии с требующимся диапазоном частот для испытания. Геометрические размеры форкамеры выбирают такими, чтобы заключенный в ней объем воздуха не создавал резонанса на нижней собственной частоте. Для уменьшения пульсаций давления внутренние поверхности ее облицовывают звукопоглощающим материалом. Рабочий диапазон давления воздуха в форкамере 104 — 3 *105 Па. Повышение давления свыше 3 *105 Па. нецелесообразно, так как интенсивность звука при этом увеличивается незначительно. Для поддержания заданной частоты в приводе генератора устанавливают датчик обратной связи 5, показания которого подаются на сравнивающее устройство тиристорного привода 6, питающего электродвигатель 4. Точность поддержания частоты должна быть не ниже 1 — 1,5%.  ^ Такие генераторы применяют для воспроизведения случайных процессов акустического нагружения. Они имеют несколько модулирующих дисков. У дисков разное число и размеры проходных отверстий для воздуха. Отверстия по окружности располагают с нерегулярным шагом. Во вращение диски приводятся от отдельных двигателей. Для того чтобы процесс был нецикличным, отношение частот вращения дисков выбирают некратным, при этом мгновенные комбинации положений дисков не повторяются в течение довольно длительного времени.Генерирование звука в таких сиренах (рис. 2.72) происходит следующим образом. При перепаде давлений между форкамерой 1 и рупором 5 в проточном канале корпуса 7 сирены образуется струя воздуха, поперечное сечение которой вследствие вращения дисков изменяется от нуля (когда отверстия в дисках не совпадают) до некоторой текущей величины, случайно изменяющейся во времени. Так как параметры струи вследствие модуляции ее ротором изменяются с большой скоростью, в горле рупора образуется система газодинамических импульсов давления, которые возбуждают звуковые волны с такой же случайной последовательностью, с какой изменяется площадь проходных отверстий в роторе. Отношение пневматической и акустической мощностей (КПД) в сиренах этого типа примерно 8 — 10%. Рабочий диапазон давлений воздуха перед ротором 5*104—3,5*105 Па. Недостаток сирен такого типа — сложность воспроизведения требуемого спектра шума и автоматического управления им. Этого недостатка лишены генераторы с электродинамическим и электрогидравлическим приводом. ^ Принцип работы статических сирен основан на эффекте, заключающемся в том, что при продувании через коническое сопло потока воздуха со сверхзвуковой скоростью в воздушном потоке перед соплом создается периодическое распределение давления с участками нестабильности (рис. 2.73). Помещая резонатор в эти участки, получают излучение звуковых волн в окружающее резонатор пространство. Статические сирены создают уровни звукового давления до 180 дБ и выше при широком диапазоне частот.  ^ Электропневматические генераторы используются для создания высокоинтенсивных звуковых полей с управляемым широкополосным спектром частот. Такие генераторы подразделяются на высокочастотные и низкочастотные.Акустическая мощность высокочастотных генераторов не превышает 30 кВт, а диапазон частот регулируемой части спектра 20 — 1200 Гц.  Мощность низкочастотных генераторов достигает 400 кВт в регулируемой части спектра 20 — 500 Гц.В высокочастотном генераторе (рис. 2.74) основным элементом, создающим звук, является модулирующий клапан, состоящий из двух соосно установленных цилиндров: подвижного 5 и неподвижного 6. В каждом цилиндре имеются концентрически расположенные щели для пропускания воздуха. Верхние концы цилиндров плотно соединены между собой. Неподвижный цилиндр 6 при помощи элемента 15, формирующего проточный канал за модулятором, и трубки 2 закреплен в центральной секции магнита 14. Отличительная особенность этого генератора — наличие в подвижном цилиндре кольцевой пружины, выполненной в виде нескольких рядов щелей. Промежутки между смежными рядами щелей при осевой нагрузке имеют то же назначение, что и тороидальные кольца или балки. Промежутки между соседними щелями служат как бы стержнями между тороидальными балками. Подобного рода подвеска подвижной системы обеспечивает достаточно высокую соосность сопряженной пары цилиндров и, следовательно, высокую устойчивость к износу. В нижней части подвижного элемента модулятора имеются обмотки катушки возбуждения 16. При взаимодействии протекающего в ней тока с магнитным полем в воздушном зазоре секции 7 и 14 постоянного магнита подвижный цилиндр начинает колебаться, изменяя площадь проходных сечений щелей в неподвижном цилиндре 6. Степень перекрытия этих щелей определяет уровень звукового давления в горловине 4 генератора. Магнитная система модулятора выполнена в виде замкнутого блока, элементами которого являются секции 7 и 14 магнита, кольцо 12, диск 11 и соединительные стойки 8. Блок магнита закреплен во втулке 13, жестко соединенной с корпусом 1. Для подвода воздуха к модулирующему устройству на внешней поверхности втулки 13 предусмотрены прорези. Сжатый воздух подводится к генератору через патрубок 10 и фильтр 9. Основная часть его используется в модулирующем клапане, а относительно небольшая часть расходуется на охлаждение катушки возбуждения. Охлаждающий воздух проходит через кольцевую щель магнита и затем через трубку 2 выходит в горловину рупора 3. 4. Виды акустических испытаний и методы их проведения Для изучения акустического воздействия на изделие проводят следующие испытания: — наземные натурные непосредственно на изделии;
Наземные натурные испытания позволяют наиболее полно приблизиться к эксплуатационным условиям, а следовательно, обеспечить полную проверку прочности конструкции и функционирования бортового оборудования. Такие испытания являются заключительными в общей программе отработки КЛА на акустические воздействия. Недостатком таких испытаний является их высокая стоимость, так как в течение всех испытаний двигатели, генерирующие акустическое поле, должны работать на максимальной мощности. Полетные условия акустического нагружения в наземных условиях практически не воспроизводятся. ^ с работающим двигателем более экономичны. На таких стендах можно испытывать крупные изделия. Ускорение испытаний и соблюдение требуемых уровней нагрузки в данном случае достигаются выбором положения испытуемых объектов относительно источника шума. Режимы испытаний устанавливают на основе натурных изменений звуковых нагрузок и деформаций в контрольных точках поверхности изделия. ^ позволяют получить более высокие уровни акустических нагрузок, чем на открытом стенде, в результате чего сокращается продолжительность испытаний. Недостатком этих испытаний является некоторое искажение звукового поля по сравнению с натурными условиями. ^ , где создаются условия, близкие к натурным, позволяют получать наиболее достоверную информацию о работоспособности испытуемого объекта. Однако ограниченный объем этих камер не позволяет проводить испытания крупногабаритных объектов. После внешнего осмотра изделий и измерения параметров, предусмотренных техническими условиями, изделия крепят на специальной оснастке с учетом допускаемых эксплуатационных положений. Нагружаемые изделия нужно испытывать с реальными механическими нагрузками или их эквивалентами. Испытания проводят с одновременным воздействием на изделие заданного равномерного звукового давления и определенного спектра частот. Важное значение имеет состав акустического спектра мощности источника звукового давления. Продолжительность испытаний определяется требованием программы испытаний и техническими условиями на изделие. При испытаниях необходимо обнаруживать у изделий резонансные частоты, на которых амплитуда колебаний точек крепления максимальна. По окончании испытаний производят внешний осмотр и измеряют параметры, указанные в программе испытаний и технических условиях. 5. Практическая часть 5.1. Определить объем реверберационной камеры и нижнюю граничную частоту fн, используя значения таблицы 1. Таблица 1
5.2. Произвести расчет экспотенциального рупора используя λгр (из таблицы 1) и рисунок 2.67. Ответ оформить в виде таблицы с изменяющимся радиусом поперечного сечения рупора на 1 см его осевой длины. Таблица 2
6. Отчетность по лабораторной работе Для защиты лабораторной работы занятий студент должен представить отчет, выполненный согласно ГОСТ. Объем отчета должен быть не более 10 листов формата А4, графически он может быть выполнен от руки или на принтере. В отчете должны быть представлены: - титульный лист; - введение; - изученный материал; - практическая часть; - заключение (вывод); - список литературы. Контрольные вопросы:
Литература
|
Похожие:
 | Методические указания к выполнению лабораторной работы на тему: «Исследование... Методические указания предназначены для помощи студентам специальности 130900 в выполнении лабораторной работы по курсу «Механические... | | Методические 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 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: «Методы... Методические указания предназначены для помощи студентам специальности 130900 в выполнении лабораторной работы по курсу «Контрольно-испытательные... |
| Методические указания к выполнению лабораторной работы Безопасность жизнедеятельности: Методические указания к выполнению лабораторной работы «Исследование естественного освещения в рабочих... | | Методические 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 «Исследование... Безопасность жизнедеятельности. Методические указания к выполнению лабораторной работы «Исследование метеорологических условий производственной... | | Лабораторная работа 2012. Фэф часть 1 Перед выполнением лабораторной работы необходимо изучить «Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Статистика»,... |
| Методические 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... | | Методические указания к выполнению лабораторной работы по курсам... Цель работы: ознакомиться с диаграммами состояния реальных двойных систем и приобрести практические навыки изучения превращений,... |