RU2335748C1 - Method of high-intensity shock testing of devices and equipment - Google Patents

Method of high-intensity shock testing of devices and equipment Download PDF

Info

Publication number
RU2335748C1
RU2335748C1 RU2007107026/28A RU2007107026A RU2335748C1 RU 2335748 C1 RU2335748 C1 RU 2335748C1 RU 2007107026/28 A RU2007107026/28 A RU 2007107026/28A RU 2007107026 A RU2007107026 A RU 2007107026A RU 2335748 C1 RU2335748 C1 RU 2335748C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shock
air
spectra
waves
acceleration
Prior art date
Application number
RU2007107026/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Сергеевич Орлов (RU)
Александр Сергеевич Орлов
Сергей Александрович Орлов (RU)
Сергей Александрович Орлов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. академика М.Ф. Решетнева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. академика М.Ф. Решетнева" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. академика М.Ф. Решетнева"
Priority to RU2007107026/28A priority Critical patent/RU2335748C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2335748C1 publication Critical patent/RU2335748C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: method consists in shock loading of tested object using pyrotechnic devices with preset shock acceleration spectra followed by acceleration recording in control points. Originally pyrotechnic devices are exploded in immediate proximity from attachment point, thus shock is transferred to tested object only through air environment. Then accelerations generated by air shock waves are recorded, and shock acceleration spectra from air shock waves are received in control points. Thereafter tested object is connected to pyrotechnic device and shock loading is applied. Then shock acceleration spectra are received in control points generated by net effect of strain wave and air shock waves. Net effect shock acceleration spectra are isolated from air shock waves spectra. It allows for conclusion as to size of shock acceleration spectrum generated by strain waves propagating along the tested object.
EFFECT: possibility of objective estimation of tested object loading and improvement of testing and following analysis of measurement results.
7 dwg

Description

Данное изобретение относится к методам испытаний на ударные воздействия и может быть использовано при испытаниях на высокоинтенсивные ударные воздействия различных приборов и оборудования.This invention relates to impact test methods and can be used in tests for high-impact impacts of various instruments and equipment.

Существует достаточно много способов испытаний на ударные воздействия, с помощью вибрационных электродинамических стендов, стендов с падающими столами и т.д. В настоящее время наибольшее применение находят методы испытаний по ударному спектру ускорений, когда не важно само воздействие, а важна реакция, которую это воздействие вызывает в конструкции (кн.2 «Испытательная техника», кн.1, М.: Машиностроение, 1982 г., стр. 334-335).There are quite a lot of shock testing methods using vibrating electrodynamic stands, stands with falling tables, etc. At present, the most widely used are testing methods for the shock spectrum of accelerations, when the effect itself is not important, but the reaction that this effect causes in the construction is important (book 2, “Testing Technique”, book 1, Moscow: Mechanical Engineering, 1982 , p. 334-335).

Наиболее близким является способ испытаний согласно патенту РФ №2262679. Способ испытаний на ударные воздействия высокой интенсивности приборов и оборудования по методу ударных спектров, который заключается в ударном нагружении систем пиротехническими устройствами с заранее заданным ударным спектром ускорений и расстоянием от пиротехнического устройства до испытываемых приборов и оборудования. Зарегистрированный ударный спектр ускорений от одного пиротехнического устройства не меньше требуемого, а затем проводится корректировкой количества и мест установки пиротехнических устройств - принятый в качестве прототипа.The closest is the test method according to the patent of Russian Federation No. 2262679. The method of impact tests of high intensity instruments and equipment by the method of impact spectra, which consists in the impact loading of systems with pyrotechnic devices with a predetermined shock spectrum of accelerations and the distance from the pyrotechnic device to the tested devices and equipment. The recorded impact spectrum of accelerations from one pyrotechnic device is not less than the required one, and then it is carried out by adjusting the number and installation locations of pyrotechnic devices - adopted as a prototype.

К недостаткам этого способа нужно отнести то, что при использовании разрывных пиротехнических устройств (например, разрывных болтов) не контролируются воздействия от ударных волн, передающихся через воздух, тогда как в реальных условиях подрыв пиротехнических устройств происходит либо на сверхзвуковых скоростях ракет, или же за пределами атмосферы. Следует также отметить, что некоторые акселерометры имеют достаточно высокую чувствительность к воздействиям на их корпус. Т.е. акселерометры, расположенные близко от источника ударного воздействия, могут выдавать ложный сигнал.The disadvantages of this method include the fact that when using explosive pyrotechnic devices (for example, explosive bolts), the effects of shock waves transmitted through air are not controlled, whereas in real conditions, the destruction of pyrotechnic devices occurs either at supersonic speeds of the rockets, or outside atmosphere. It should also be noted that some accelerometers have a fairly high sensitivity to the effects on their body. Those. accelerometers located close to the source of the shock may give a false signal.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является устранение указанных недостатков, что позволит более качественно проводить испытания на ударные воздействия высокой интенсивности.The task to be solved by the claimed invention is directed is the elimination of these drawbacks, which will allow higher quality impact testing of high intensity impacts.

Решение этой задачи достигается тем, что сначала подрыв пиротехнических устройств производят в непосредственной близости от точек их крепления, при этом передача ударного воздействия на объект испытаний происходит только через воздушную среду, и выполняют регистрацию ускорений, создаваемых воздушными ударными волнами, получают в контрольных точках ударные спектры ускорений от воздушных ударных волн, далее к объекту испытаний присоединяют пиротехническое устройство и проводят ударное нагружение, после чего получают в контрольных точках ударные спектры ускорений от суммарного воздействия волн деформаций и воздушных ударных волн, далее из ударных спектров ускорений суммарного воздействия исключают ударные спектры от воздушных ударных волн и делают заключение о величине ударного спектра ускорений от волн деформаций, распространяемых по объекту испытаний.The solution to this problem is achieved by first blasting the pyrotechnic devices in the immediate vicinity of their attachment points, while the transmission of shock to the test object occurs only through the air, and the accelerations created by air shock waves are recorded, and shock spectra are obtained at the control points accelerations from air shock waves, then a pyrotechnic device is attached to the test object and shock loading is carried out, after which they are obtained in the control Kah spectra shock accelerations from total deformation impact waves and shock waves of air further from the drum acceleration spectra total impact shock spectra exclude air from shock waves and inferring the magnitude spectrum of the shock acceleration of deformation waves propagated by the test object.

Суть заявленного решения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана общая схема для проведения ударных испытаний, на фиг.2 - сечение области крепления пиротехнического устройства, на фиг.3 показана схема испытаний, позволяющая проводить ударное нагружение объекта испытаний только через воздух, на фиг.4 - сечение в области крепления пироустройства к технологической тележке, на фиг.5 - суммарный УСУ от совместного воздействия волн, на фиг.6 - УСУ от воздушной ударной волны, а на фиг.7 из суммарного УСУ были исключены составляющие УСУ от воздушной ударной волны. Стенд для проведения ударных испытаний состоит из разрывного болта 1, амортизационного стержня 2, антенны с набором радиотехнических блоков 3, шнуров 4, на которых вывешивается сотовая панель 5, датчиков контроля (акселерометров) 6, переходника 7, закладной 8, вкладышей под разрывной болт 9, технологической тележки 10. По этой схеме проводятся типовые ударные испытания.The essence of the claimed solution is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a general diagram for conducting impact tests, Fig. 2 is a cross-section of the mounting region of a pyrotechnic device, Fig. 3 is a test diagram allowing impact loading of a test object only through air, Fig. .4 - section in the area of fastening the pyrodevice to the technological trolley, in Fig.5 - the total USD from the combined action of the waves, in Fig.6 - the USU from the air shock wave, and in Fig.7 from the total USU were excluded components of the USU from the air shock wave. The stand for impact tests consists of a burst bolt 1, a cushioning rod 2, an antenna with a set of radio engineering blocks 3, cords 4, on which a honeycomb panel 5 is hung, control sensors (accelerometers) 6, an adapter 7, an embedded 8, inserts for a burst bolt 9 , technological trolley 10. According to this scheme, typical impact tests are carried out.

На фиг.3-4 амортизационные стержни 2 с разрывными болтами 1 и переходниками 7, вкладышами 9 отсоединяются от сотовой панели (от закладной 8) и устанавливаются на технологической тележке 10 с минимальным зазором (~30 мм). Места установки разрывных болтов находятся под точками их крепления на сотовой панели.In FIGS. 3-4, the cushioning rods 2 with bursting bolts 1 and adapters 7, inserts 9 are disconnected from the honeycomb panel (from the mortgage 8) and installed on the technological trolley 10 with a minimum clearance (~ 30 mm). The installation locations of the burst bolts are located under their mounting points on the honeycomb panel.

Суть заявленного решения может быть пояснена следующим образом. При проведении ударных испытаний с использованием разделяющихся пиротехнических устройств, когда объект испытаний подвергается помимо воздействия волны деформаций еще и ударным воздействиям, передаваемым через воздух, необходимо эту составляющую учитывать. Обеспечивая при проведении ударных испытаний зазор между пиротехническим устройством и объектом испытаний, исключают передачу волны деформаций на объект испытаний. Понятно, что это должен быть минимально возможный зазор, иначе необходимо будет учитывать скорость распространения ударной волны в воздухе, ее рассеяние (уменьшение давления) и т.д. Все зарегистрированные составляющие будут определяться только ударными нагрузками, передаваемыми через воздух. Акселерометры зарегистрируют ускорения и по ним строятся ударные спектры ускорений (УСУ). В этом случае даже ложный сигнал, выданный акселерометром, может быть в дальнейшем учтен при формировании режимов нагружения. Затем производится штатное закрепление пиротехнического устройства и его срабатывание. Очевидно, что такой сигнал, зарегистрированный акселерометрами, содержит в себе как составляющие от волны деформации, так и от ударной волны, передаваемой через воздух, а также искажения в показаниях, вызванные воздушной ударной волной при ее воздействии на корпуса акселерометров. Соответственно, и УСУ от такого воздействия содержат все эти составляющие. Далее из суммарного УСУ вычитаются УСУ от воздушной ударной волны. Сложение/вычитание УСУ не является обычной процедурой в силу нелинейности УСУ, но эта технология относится к «ноу-хау» изобретения и в данной заявке не рассматривается.The essence of the decision can be explained as follows. When conducting shock tests using separable pyrotechnic devices, when the test object is subjected, in addition to the action of the deformation wave, to shock effects transmitted through the air, this component must be taken into account. Providing a gap between the pyrotechnic device and the test object during impact testing, the transmission of the deformation wave to the test object is excluded. It is clear that this should be the smallest possible gap, otherwise it will be necessary to take into account the propagation velocity of the shock wave in air, its scattering (pressure reduction), etc. All registered components will be determined only by shock loads transmitted through the air. Accelerometers will record accelerations and from them are built shock spectra of accelerations (USU). In this case, even a false signal issued by the accelerometer can be taken into account in the formation of loading modes. Then, the standard fixing of the pyrotechnic device is made and its operation. Obviously, such a signal recorded by accelerometers contains both components from the deformation wave and from the shock wave transmitted through the air, as well as distortions in the readings caused by the air shock wave when it acts on the accelerometer bodies. Accordingly, and the USU from such exposure contain all these components. Further from the total USU are deducted USU from an air shock wave. Adding / subtracting the USD is not a usual procedure due to the nonlinearity of the USU, but this technology belongs to the “know-how” of the invention and is not considered in this application.

Исключение ударных составляющих, обусловленных воздушной ударной волной, позволяет получить объективную оценку нагружения объекта испытания, повысить качество проведения испытаний и последующий анализ результатов измерений.The exclusion of shock components caused by an air shock wave allows one to obtain an objective assessment of the loading of the test object, to improve the quality of the tests and the subsequent analysis of the measurement results.

Пример практического исполненияPractical example

На фиг.1-4 показана схема испытаний аппаратуры одной из подсистем ретранслятора КА «Экспресс AM». В процессе испытаний (фиг.1, 2) были зарегистрированы уровни ударных воздействий в точках контроля 6 и получены для них УСУ (фиг.5). Затем амортизационные стержни были состыкованы с технологической тележкой в местах их стыковки с сотовой панелью 5 на расстоянии ~30 мм от панели (фиг.3, 4). Далее было проведено срабатывание разрывных болтов и получены ударные спектры ускорений от воздушной волны в точках контроля 6 (фиг.6). После чего с использованием специального математического обеспечения из суммарного УСУ были исключены составляющие УСУ от воздушной ударной волны. На фиг.7 показан полученный график УСУ с исключенной составляющей от ударной волны.Figure 1-4 shows a test scheme of the equipment of one of the subsystems of the repeater of the spacecraft "Express AM". In the process of testing (figure 1, 2) were recorded levels of impacts at the control points 6 and received for them USU (figure 5). Then, the cushioning rods were docked with the technological trolley in the places of their docking with the honeycomb panel 5 at a distance of ~ 30 mm from the panel (Figs. 3, 4). Next, the operation of the explosive bolts was carried out and shock spectra of accelerations from the air wave were obtained at the control points 6 (Fig.6). Then, using special mathematical support, the components of the control system from an air shock wave were excluded from the total control system. In Fig.7 shows a graph of the USU with the excluded component from the shock wave.

Как видно из графика, составляющие воздушной ударной волны оказывают заметное влияние на суммарный УСУ в области частот до 1000 Гц.As can be seen from the graph, the components of the air shock wave have a noticeable effect on the total USD in the frequency range up to 1000 Hz.

Из известных авторам источников информации и патентных материалов не известна совокупность признаков, сходных с совокупностью признаков заявленных объектов.Of the sources of information and patent materials known to the authors, the totality of features similar to the totality of features of the claimed objects is not known.

Claims (1)

Способ испытаний на ударные воздействия высокой интенсивности приборов и оборудования по методу ударных спектров, заключающийся в ударном нагружении объекта испытаний пиротехническими устройствами с заранее заданными ударными спектрами ускорений, и регистрации ускорений в контрольных точках, отличающийся тем, что сначала подрыв пиротехнических устройств производят в непосредственной близости от точек их крепления, при этом передача ударного воздействия на объект испытаний происходит только через воздушную среду, и выполняют регистрацию ускорений, создаваемых воздушными ударными волнами, получают в контрольных точках ударные спектры ускорений от воздушных ударных волн, далее к объекту испытаний присоединяют пиротехническое устройство и проводят ударное нагружение, после чего получают в контрольных точках ударные спектры ускорений от суммарного воздействия волн деформаций и воздушных ударных волн, далее из ударных спектров ускорений суммарного воздействия исключают ударные спектры от воздушных ударных волн и делают заключение о величине ударного спектра ускорений от волн деформаций, распространяемых по объекту испытаний.The method of impact tests of high intensity instruments and equipment by the method of impact spectra, which consists in the impact loading of the test object with pyrotechnic devices with predetermined impact acceleration spectra, and registration of accelerations at control points, characterized in that the pyrotechnic devices are first blown up in close proximity to their attachment points, while the transmission of shock to the test object occurs only through the air, and the acceleration created by air shock waves at the control points receive the shock spectra of the accelerations from the air shock waves, then a pyrotechnic device is attached to the test object and shock loading is carried out, after which the shock acceleration spectra from the total influence of the deformation waves and air shock waves are obtained at the control points , then from the shock spectra of the accelerations of the total impact exclude the shock spectra from air shock waves and make a conclusion about the magnitude of the shock spectrum deformation from deformation waves propagated through the test object.
RU2007107026/28A 2007-02-26 2007-02-26 Method of high-intensity shock testing of devices and equipment RU2335748C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007107026/28A RU2335748C1 (en) 2007-02-26 2007-02-26 Method of high-intensity shock testing of devices and equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007107026/28A RU2335748C1 (en) 2007-02-26 2007-02-26 Method of high-intensity shock testing of devices and equipment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2335748C1 true RU2335748C1 (en) 2008-10-10

Family

ID=39927913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007107026/28A RU2335748C1 (en) 2007-02-26 2007-02-26 Method of high-intensity shock testing of devices and equipment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2335748C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КАРПУШИН В.Б. Виброшумы аппаратуры. - М.: Советское радио, 1977, с.280. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2335747C1 (en) Combined stand for high-intensity shock testing
Ouellet et al. The multi-modal responses of a physical head model subjected to various blast exposure conditions
Segarra et al. Performance of some coupling methods for blast vibration monitoring
Gao et al. Voids delineation behind tunnel lining based on the vibration intensity of microtremors
Jung et al. Visualization of pyroshock wave reduction by insulator using a laser shock based simulation method
JP2001510560A (en) Seismic wave simulation device
RU2335748C1 (en) Method of high-intensity shock testing of devices and equipment
JP3378995B2 (en) Test equipment improvements
CN112881756B (en) Three-way impact acceleration sensor installation mode validity checking system and method
Müller et al. Flow-induced input of sound to the interior of a simplified car model depending on various setup parameters
RU2269105C2 (en) Test-bench for testing devices and equipment on highly intensive striking effects
JP7030502B2 (en) Rock evaluation method
RU2262679C1 (en) Method of testing devices and equipment for high-intensive shock
De Cola et al. An extended in-situ method to improve the understanding of fracture mechanics of granular materials using sound measurements
Newell et al. The dynamic behaviour of the floor of a surrogate vehicle under explosive blast loading
RU2679946C1 (en) Ballistic module and method of wire electric communication for registration of parameters of functioning of thrown measuring probe in a full ballistic cycle
Francesconi et al. Generation of transient vibrations on aluminum honeycomb sandwich panels subjected to hypervelocity impacts
Knight et al. Evaluating attenuation of vibration response using particle impact damping for a range of equipment assemblies
JP6340711B2 (en) Impact applying device and impact applying method
Druckrey et al. Influence of loading rate on fracture strength of individual sand particles
Vivek et al. Granular Materials Responses to Buried-Blast Loading
Simioni et al. Assessing weak layer failure and changes in snowpack properties due to avalanche control by explosives
RU2337339C1 (en) Test bench for apparatus and equipment for high intensive impact effects
Panda et al. Identification of Noise Sources in a Model Scale Lift-Off Test Using a Microphone Phased Array
Popkov et al. Dynamic loading in monitoring of brittle objects by acoustic emission method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140227