RU2016386C1

RU2016386C1 - Method of testing shock-proof articles for seismic stability

Info

Publication number: RU2016386C1
Authority: RU
Inventors: Ю.А. Волков; А.И. Сафронов
Original assignee: Государственное предприятие "Красная звезда"
Priority date: 1991-02-04
Filing date: 1991-02-04
Publication date: 1994-07-15

Abstract

FIELD: test technology. SUBSTANCE: method involves the steps of: fixing a shock-proof article to be tested to a vibration testing machine table without shock absorbers and subjecting it to the action of harmonic vibration along three directions orthogonal to each other at first natural frequency corresponding to each direction of the rigidly fixed article, determining a vibration acceleration amplitude from calculated spectrum of the shock-proof article in response to a simulated seismic action. The method is characterized in that a minimum time of vibration action along each direction is prescribed according to the expression given in the invention description taking into account a logarithmic decrement if oscillations and first natural frequency of the rigidly fixed article along the i-th axis. EFFECT: enhanced reliability and efficiency. 2 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к машиностроению, создающему изделия, эксплуатируемые в зонах сейсмической активности. The invention relates to mechanical engineering, creating products that are operated in zones of seismic activity.

Изобретение распространяется на класс изделий, устанавливаемых во время эксплуатации на амортизаторы. The invention extends to the class of products installed during operation on shock absorbers.

Изобретение может быть использовано при лабораторных исследованиях поведения изделий, нагруженных колебательными воздействиями сейсмического типа. The invention can be used in laboratory studies of the behavior of products loaded with vibrational effects of the seismic type.

Известен способ имитации сейсмического воздействия при испытании конструкций, который заключается в установке их на виброплатформу и возбуждении последней гармоническими колебаниями с одновременным изменением частоты и амплитуды колебаний при условии совпадения спектров ответа заданного режима колебаний и имитируемого сейсмического воздействия [1]. A known method of simulating seismic effects when testing structures, which consists of installing them on a vibrating platform and exciting the latter with harmonic vibrations with a simultaneous change in the frequency and amplitude of the vibrations, provided that the response spectra of the given vibration mode and simulated seismic effect coincide [1].

Основным недостатком указанного способа является то, что технически трудно обеспечить соответствие между спектром ответа, полученным расчетным путем и с помощью виброплатформы. The main disadvantage of this method is that it is technically difficult to ensure a correspondence between the response spectrum obtained by calculation and using a vibration platform.

Известен также способ имитации сейсмического воздействия [2], развивающий способ, указанный выше, и отличающийся тем, что, с целью сокращения времени испытаний предварительно определяют добротность испытуемой конструкции и амплитуду гармонических колебаний на каждом шаге при развертке по частоте задают из соотношения
W=

, где S

- величина спектра ответа на частоте ω_i для добротности Q_i;
Q_i - добротность испытуемой конструкции.There is also known a method of simulating seismic effects [2], the developing method described above, and characterized in that, in order to reduce test time, pre-determine the quality factor of the test structure and the amplitude of harmonic oscillations at each step during frequency sweep is set from the ratio
W =

where S

- the value of the spectrum of the response at a frequency ω _i for the quality factor Q _i ;
Q _i - quality factor of the tested design.

Недостатками указанного способа являются:
достаточно высокая сложность проведения испытаний, поскольку испытания проводятся в диапазоне частот при весьма сложном законе изменения виброускорения по частоте;
не определено время действия вибрации.The disadvantages of this method are:
rather high complexity of testing, since the tests are carried out in the frequency range with a very complex law of variation of vibration acceleration in frequency;
the duration of the vibration is not determined.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ, по которому испытания на сейсмические воздействия могут быть заменены испытаниями на вибрационные синусоидальные воздействия, причем амплитуду виброускорения задают с учетом предварительно определенной реакции амортизированного изделия на испытательной частоте по соответствующему направлению, однако конкретной методики испытаний не приводится. Closest to the proposed invention is a method in which tests for seismic effects can be replaced by tests for vibrational sinusoidal effects, and the amplitude of vibration acceleration is set taking into account the predefined reaction of the shock-absorbed product at the test frequency in the corresponding direction, however, a specific test procedure is not given.

Ввиду того, что заявляемое изобретение распространяется на класс амортизированных изделий, представляется возможным значительно упростить способ испытаний, указанный выше. Due to the fact that the claimed invention extends to the class of amortized products, it seems possible to significantly simplify the test method described above.

Целью изобретения является упрощение методики, повышение достоверности результатов испытаний и сокращение времени испытаний на сейсмостойкость амортизированных изделий. The aim of the invention is to simplify the methodology, increase the reliability of the test results and reduce the test time for the earthquake resistance of amortized products.

Цель достигается тем, что амортизированное изделие закрепляют на столе вибростенда без амортизаторов и подвергают воздействию гармонической вибрации по трем взаимно перпендикулярным направлениям на первой собственной частоте жестко закрепленного изделия, а амплитуду виброускорения определяют по расчетному спектру ответа амортизированного изделия на имитируемое сейсмическое воздействие. The goal is achieved by the fact that the shock-absorbed product is fixed on the table of the vibrostand without shock absorbers and is subjected to harmonic vibration in three mutually perpendicular directions at the first natural frequency of the rigidly fixed product, and the amplitude of vibration acceleration is determined by the calculated spectrum of the response of the shock-absorbed product to a simulated seismic effect.

Время действия вибрации при испытаниях выбирается из условия, что достаточным для подтверждения прочности изделия при испытаниях является время уменьшения амплитуды свободных колебаний по окончании действия сейсмического импульса в 10 раз. Оно определяется по формуле
τ_i=

, где δ - логарифмический декремент колебаний изделия; при отсутствии справочных или экспериментальных данных выбирается равным 0,005;
f_1i - первая собственная частота жестко закрепленного изделия по i-й оси (i = X, Y, Z).The duration of vibration during testing is selected from the condition that sufficient to confirm the strength of the product during testing is the time to reduce the amplitude of free vibrations at the end of the action of a seismic pulse by 10 times. It is determined by the formula
τ _i =

where δ is the logarithmic decrement of product oscillations; in the absence of reference or experimental data, it is chosen equal to 0.005;
f _1i is the first natural frequency of the rigidly fixed product along the i-th axis (i = X, Y, Z).

На чертеже представлен расчетный спектр ответа амортизированной платформы aв. Для заданного в примере сейсмического воздействия спектры ответа имеют одинаковый вид по направлениям X, Y, Z, но отличаются только величиной для заданного значения частоты f. The drawing shows the estimated response spectrum of the amortized platform a. For the seismic impact specified in the example, the response spectra have the same appearance in the X, Y, Z directions, but differ only in magnitude for the given frequency value f.

В таблице приведены экспериментально полученные частоты собственных колебаний вентилятора при жестком закреплении на платформе вибростенда и параметры задаваемых вибрационных воздействий, причем виброускорение задается в единицах g (ускорение свободного падения). The table shows the experimentally obtained frequencies of natural oscillations of the fan with rigid attachment of the vibration bench to the platform and the parameters of the specified vibration effects, and vibration acceleration is set in units of g (gravitational acceleration).

Claims

1. METHOD OF TESTING SHOCK-UP ITEMS FOR SEISMIC RESISTANCE, according to which the product is mounted on a vibrostand table without shock absorbers and subjected to harmonic vibration in three mutually perpendicular directions at a fixed frequency, while the vibration acceleration amplitude is set taking into account the predefined response of the shock-absorbed product to the test direction in the test , characterized in that the impact in each direction is carried out at the first natural frequency rigidly s a fastened product, and the amplitude of vibration acceleration is determined by the calculated spectrum of the response of the amortized product to a simulated seismic effect.

2. The method according to claim 1, characterized in that the minimum time τ _i of vibration exposure in each direction is prescribed by the formula
τ _i =

,
where δ is the logarithmic decrement of the oscillations of the product, in the absence of reference or experimental data is chosen equal to 0.005;
f _1i is the first natural frequency of a rigidly fixed product along the i-th axis (i = X, Y, Z).