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»
страница2/3
Дата публикации18.06.2013
Размер391.9 Kb.
ТипМетодические указания
userdocs.ru > Спорт > Методические указания
1   2   3

Методы имитации ударных нагрузок в лабораторных услови­ях. Для имитации ударных воздействий в лабораторных усло­виях применяются три основных метода: имитация самого ударного воздействия, имитация реакции изделия на ударное воздействие и имитация повреждения изделия.

Первый метод предусматривает точное воспроизведение удар­ного воздействия на изделие, которое оно испытывает в реаль­ных условиях эксплуатации. Если ударное нагружение имеет сложный вид, то допускают его преобразование в простое удар­ное воздействие, отвечающее техническим требованиям на ис­пытания и удобное для воспроизведения в лабораторных усло­виях. Этот метод требует в большинстве случаев создания новых ударных стендов либо доработки уже имеющихся испы­тательных средств для воспроизведения заданных характерис­тик ударного воздействия.

Второй метод предусматривает имитацию реакции изделия на ударное воздействие, которое испытывает изделие в реаль­ных условиях эксплуатации. В этом случае не важен вид ре­ального ударного воздействия, а существенно, какую реакцию у. изделия оно вызывает. Обычно под реакцией изделия на удар­ное нагружение понимают ударный спектр. Ударный спектр не определяет однозначно само ударное воздействие. Различные ударные воздействия могут иметь один и тот же ударный спектр. Это позволяет для формирования и воспроизведения за­данного ударного спектра применять различные способы и обо­рудование.

Третий метод имитации предполагает воспроизведение удар­ного воздействия, которое вызвало бы в испытываемом изделии такие же повреждения, как и в реальных условиях эксплуата­ции. Этот метод наименее выгоден, однако в ряде случаев он может оказаться единственно возможным для решения постав­ленной задачи.

^ Ударные испытания. Различают следующие основные виды 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.

Испытания на ударную прочность при многократном воздей­ствии предназначены для определения способности изделия противостоять разрушающему воздействию ударной нагрузки и сохранять свои параметры в установленных пределах после ее воздействия. Испытания проводят на ударном стенде в трех взаимно перпендикулярных положениях с частотой следования ударов 10—120 ударов в минуту. Параметры испытаний (уско­рение, длительность ударного импульса и число ударов) уста­навливают в соответствии с условиями эксплуатации изделия.

Испытания на воздействие ударных нагрузок рекомендуется проводить при длительностях удара, вызывающих резонансные возбуждения изделий (если эти длительности лежат в диапазо­не, оговоренном техническими требованиями на изделия). После испытания изделие снимают с ударного стенда, проводят внешний осмотр с целью выявления механических поврежде­ний и измеряют параметры изделия в нормальных условиях.

Испытания на ударную устойчивость при многократном воз­действии предназначены для определения способности изделия выполнять свои функции в условиях ударных нагрузок. Испы­тания проводят на ударном стенде. При этом испытываемое из­делие в рабочем состоянии закрепляют на ударной платформе последовательно в трех взаимно перпендикулярных положениях и испытывают на воздействие не менее 20 ударов в каждом по­ложении. Характеристики воспроизводимого ударного импульса и число ударов оговаривают в методике испытаний в соответст­вии с условиями эксплуатации изделия. В процессе испытания контролируют параметры изделия, критичные к воздействию ударных нагрузок.

Испытания на ударную прочность и ударную устойчивость при воздействии одиночных ударов проводят с целью проверки способности изделия противостоять разрушающему действию одиночных ударных импульсов большой интенсивности и вы­полнять свои функции в процессе ударного воздействия и после него. Изделие испытывают на ударном стенде в трех взаимно перпендикулярных положениях. В каждом положении изделие подвергают воздействию не менее трех ударов.

Испытания на прочность при транспортировании производят с целью проверки способности изделия противостоять разруша­ющему действию механических нагрузок, возникающих при перевозке автомобильным, железнодорожным, морским или воздушным транспортом. Испытания выполняют на ударном стенде. Изделие в транспортной, тарной или табельной упаков­ке подвергают воздействию 20000 ударов длительностью 5—10 мс и силой, вызывающей 10—15-кратную перегрузку. Если масса и габариты изделия не позволяют проводить испытание на ударном стенде, то изделие испытывают при непосредствен­ном транспортировании на автомашинах, тягачах, прицепах со скоростью 20—50 км/ч по булыжным и грунтовым дорогам на расстояние 50—200 км.

Испытания на прочность при падении позволяют проверить прочность конструкции изделия и крепления его элементов. Испытания реализуют либо на ударном стенде, либо путем многократного сбрасывания изделия с определенной высоты, которая зависит от массы изделия, на стальную плиту, покры­тую войлочной прокладкой. Изделие испытывают в нерабочем состоянии.

В тех случаях, когда из-за габаритных размеров или массы испытываемого изделия практически невозможно спроектиро­вать необходимый ударный стенд, проводят модельные испыта­ния изделий на воздействие ударных нагрузок.

3. Классификация, конструктивные особенности и эксплуатационные характеристики ударных стендов

3.1. Классификация ударных стендов

Средства испытаний изделий на ударные нагрузки очень раз­нообразны по назначению, виду воспроизводимого ударного нагружения, принципу действия, способу получения требуемой скорости соударения или разгона, конструктивному исполне­нию, способу крепления испытываемого изделия. Они различа­ются также грузоподъемностью (массой и габаритами испыты­ваемых изделий) и характеристиками воспроизводимого ударно­го импульса (максимальным ускорением, длительностью и фор­мой импульса). Чаще всего ударные испытания проводят на специальных ударных стендах, однако в некоторых случаях ударное нагружение воспроизводят на вибростендах.

В общем случае в состав ударного стенда входят: ударная ус­тановка, системы управления и питания, контрольно-измери­тельная аппаратура, а также вспомогательные принадлежности и приспособления.

В зависимости от характера испытаний ударные стенды раз­деляют на четыре основные группы.

  1. Ударные стенды как средство проведения испытаний на прочность, при которых точное воспроизведение уровней ударных нагрузок и длительности их воздействия, характерных для реальных условий эксплуатации, не требуется.

  2. Ударные стенды как средство воспроизведения заданных законов изменения ударных сил или ускорений.

  3. Ударные стенды как средство проведения модельных ис­пытаний с последующим использованием результатов для оценки параметров законов изменения сил и ускорений, действующих на натурные изделия в реальных условиях эксплуатации.

  4. Ударные стенды как средство определения в лабораторных условиях частотных характеристик изделий методом ударного возбуждения.

По виду воспроизводимого ударного нагружения различают: стенды для воспроизведения одиночных ударных импульсов; стенды для воспроизведения многократных ударных нагрузок; стенды для воспроизведения сложных видов ударного нагруже­ния; стенды для воспроизведения специфических условий со­ударения.

Основным элементом ударного стенда является ударная уста­новка. В зависимости от принципа создания ударного нагруже­ния на испытываемое изделие ударные установки, а следова­тельно, и ударные стенды в целом разделяют на два основных вида: установки, действие которых основано на принципе тор­можения, и установки, действие которых основано на принципе разгона.

В ударных установках, действие которых основано на прин­ципе торможения, ударное нагружение создается при соударе­нии подвижной и неподвижной частей. При этом подвижная часть предварительно разгоняется до требуемой скорости соуда­­рения, а затем соударяется через тормозное устройство с непо­движной частью. Ударное нагружение формируется при взаимодействии соударяющихся частей с тормозным устройством. Пе­редний фронт ударного импульса создается при торможении по­движной части ударной установки за счет деформирования тор­мозного устройства. Задний фронт ударного импульса формиру­ется за счет восстанавливающих свойств тормозного устройства.

В установках, действие которых основано на принципе раз­гона, ударное нагружение создается за счет импульсного прило­жения нагрузки по заданному закону к подвижной ударной платформе. При этом платформа с изделием до начала работы стенда остается неподвижной. Ударное нагружение формирует­ся при передаче платформе аккумулированной в стенде энергии по требуемому закону. К концу ударного воздействия платфор­ма приобретает скорость, которая затем гасится демпфирующим устройством.

Основное преимущество указанного метода состоит в том, что путь разгона при формировании переднего фронта ударного воздействия в большинстве случаев меньше, чем путь торможе­ния. Однако, несмотря на это преимущество, наибольшее рас­пространение в практике ударных испытаний получили уста­новки, действие которых основано на принципе торможения. Это объясняется сложностью конструктивного решения уст­ройств ударного нагружения установок, действие которых осно­вано на принципе разгона; трудностью передачи с испытывае­мого изделия измерительной информации о протекающем удар­ном процессе вследствие высоких скоростей ударной платформы в конце разгона; необходимостью гасить кинетическую энер­гию, приобретенную платформой с изделием при разгоне.
^ 3.2. Связь между параметрами ударных нагрузок и условиями их воспроизведения. Выбор условий воспроизведения

При проведении ударных испытаний обычно задают лишь основные параметры ударных нагрузок: максимальное (пико­вое) ударное ускорение ап и длительность фронта нарастания ускорений τф. В ряде случаев задают также и закон изменения ударного ускорения во времени a(t). Очевидно, что заданные параметры ударной нагрузки определяют и условия ее воспро­изведения.

Ударная нагрузка на практике чаще всего создается, как уже отмечалось выше, на ударных стендах, действие которых основано на принципе торможения. При этом изменение основ­ных величин, характеризующих ударное нагружение и условия его воспроизведения, в процессе деформирования тормозного устройства определяется уравнениями:



где v — скорость подвижной части стенда в процессе торможе­ния, v0 — начальная скорость соударения; t — время, х — де­формация тормозного устройства.

Для тормозных устройств, деформации которых носят упру­гий и упругопластический характер, справедливы следующие соотношения:



где х — максимальная деформация тормозного устройства (максимальный путь торможения); А, В — коэффициенты, за­висящие от формы переднего фронта ударного импульса.

Из приведенных соотношений следует, что между заданными характеристиками ударного импульса (максимальным ударным ускорением, временем его достижения и формой переднего фронта) и условиями воспроизведения (начальной скоростью со­ударения и максимальным путем торможения) существует вполне определенная функциональная взаимосвязь. Это означа­ет, что, зная предельные эксплуатационные возможности удар­ного стенда, можно определить и возможность воспроизведения заданного ударного нагружения:



где vпр — предельная скорость подвижной части ударного стен­да; хпр — предельно допустимая деформация тормозного уст­ройства.

Очевидно, что при воспроизведении ударного нагружения следует различать две предельные области. В одной области ограничивающим условием будет требование соблюдения скорости подвижной части стенда, а в другой — пути торможения, соот­ветствующего максимальной деформации тормозного устройст­ва. Предельные эксплуатационные характеристики ударного стенда можно построить, воспользовавшись следующими зави­симостями:



где tv — длительность переднего фронта воспроизводимого ударного импульса с учетом ограничения по предельной ско­рости подвижной части; tx — длительность переднего фронта воспроизводимого ударного импульса с учетом ограничения по предельному пути торможения.

Максимальное ударное ускорение ах,v и длительность перед­него фронта tх,v воспроизводимого ударного импульса, удовле­творяющего одновременно ограничениям по скорости и пути торможения ударного стенда, можно определить из зависимос­тей (2.9), приравняв длительности tv и tx :



На рис. 2.4 приведены предельные эксплуатационные харак­теристики ударного стенда, где приняты следующие обозначе­ния: v)max— максимальное ударное ускорение при ограничении по скорости соударения; х)тiп — минимальное ударное ускорение при ограничении по пути торможения; (tv)min — минимальная длительность переднего фронта ударного импульса; (tх)max — максимальная длительность переднего фронта ударного импульса; tv = f1(a) — зависимость изменения длительности переднего фронта ударного импульса от ударного ускорения при ограничении по скорости соударения; tх = f2(a) — зависи­мость изменения длительности переднего фронта ударного им­пульса от ударного ускорения при ограничении по пути торможения. Заштрихованная область показывает, какие длительнос­ти переднего фронта ударного импульса и максимальное ударное ускорение можно воспроизводить на данном ударном стен­де. Длительность заднего фронта ударного импульса и его форма определяются упругими свойствами применяемого тор­мозного устройства.

Выбор условий воспроизведения. Основные этапы подбора необходимых условий воспроизведения ударных импульсов в лаборатории сводятся к следующему:

1. Ориентировочная оценка необходимых условий воспроиз­ведения заданного ударного импульса. Если форма импульса не регламентирована, целесообразно предположить, что в пределах переднего фронта (О < t < τф ) ударный импульс может быть приближенно представлен как линейный:



Тогда необходимые условия воспроизведения ударного импуль­са (начальная скорость соударения и путь торможения) нахо­дятся по формулам:



В том случае, когда задан и закон изменения ударного уско­рения во времени a(t), необходимые условия воспроизведения ударного импульса однозначно определяются в результате ин­тегрирования зависимости a(t), согласно уравнениям (2.6).

2. Сопоставление расчетных условий воспроизведения ударного импульса с предельными эксплуатационными характеристиками ударного стенда. Располагая семейством предельных
эксплуатационных характеристик стенда, соответствующих раз­ личным тормозным устройствам, нетрудно определить положе­ние точки с координатами (ап, τф) и оценить возможность по­ лучения заданного ударного импульса.

3. Уточнение расчетных условий воспроизведения и выбор конкретного типа тормозного устройства (деформируемого элемента, среды). Если существующие тормозные устройства не обеспечивают необходимые условия воспроизведения заданного ударного импульса, проектируют специальное тормозное уст­ройство с целью увеличения предельного пути торможения хпр. В некоторых случаях целесообразным может оказаться увеличение мощности разгонного устройства ударного стенда с целью обеспечения более высокой начальной скорости соударения
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 №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» 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» 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 © 2020
контакты
userdocs.ru
Главная страница