RU2731019C1 - Способ вибрационных испытаний авиационных управляемых ракет в сборе на прочность при воздействии широкополосной случайной вибрации - Google Patents
Способ вибрационных испытаний авиационных управляемых ракет в сборе на прочность при воздействии широкополосной случайной вибрации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2731019C1 RU2731019C1 RU2019143528A RU2019143528A RU2731019C1 RU 2731019 C1 RU2731019 C1 RU 2731019C1 RU 2019143528 A RU2019143528 A RU 2019143528A RU 2019143528 A RU2019143528 A RU 2019143528A RU 2731019 C1 RU2731019 C1 RU 2731019C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vibration
- product
- test
- axis
- prog
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Изобретение относится к авиационно-ракетной испытательной технике, а именно к способу испытаний на прочность при воздействии вибрации авиационных управляемых ракет в сборе в лабораторно-стендовых условиях. Испытания проводятся по трем взаимно-перпендикулярным осям. При испытаниях аппаратура жестко крепиться к столу вибровозбудителей с помощью приспособления, которое обеспечивает отсутствие резонансов в заданном диапазоне частот возбуждения. Уровни побочных боковых вибраций при испытаниях минимальны по отношению к заданной. Технический результат заключается в максимальном приближении автономных испытаний аппаратуры по вибрационным нагрузкам на стенде к штатным условиям подвески под самолетом-носителем. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к авиационно-ракетной испытательной технике, а именно к способу испытаний на прочность при воздействии вибрации авиационных управляемых ракет в сборе в лабораторно-стендовых условиях.
Требования к автономным испытаниям бортовой аппаратуры авиационных управляемых ракет установлены в ГОСТ РВ.20.39.304-98 (группа аппаратуры 4,1-4,3), а методы и нормы испытаний на воздействие механических факторов для этой группы в ГОСТ РВ.20.57.305-98.
Целью предполагаемого изобретения является максимально приблизить испытания аппаратуры на прочность по вибрационным нагрузкам при воздействии широкополосной случайной вибрации (ШСВ) авиационных управляемых ракет (далее изделий) в сборе, с соблюдением штатных условий подвески под самолетом-носителем.
При эксплуатации изделий пространственные и случайные вибрации передаются через передние и задние узлы подвески изделия от узлов захвата самолета-носителя.
В предлагаемом способе вибрационное нагружение передается также.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Сначала определяют значения вибронагружения в контрольных управляющих и измерительных точках (по ГОСТ 31419-2010) для аппаратуры в составе изделия в сборе по трем ортогональным направлениям на основании заданных режимов автономных испытаний аппаратуры.
Если автономные испытания аппаратуры проводятся с использованием данных измерений, проведенных в реальных условиях применения изделия, то принимают эти нагрузки для формирования режима испытаний аппаратуры в составе изделий в сборе на пространственную вибрацию.
Если испытания проводятся по ГОСТ РВ.20.57.305-98 для группы аппаратуры 4,1-4,3 то согласно ГОСТ РВ.20.57.305-98:
- среднеквадратическое значение суммарного ускорения при испытании в продольном направлении (ось X) устанавливают равным 0,7 от вертикального (ось Y) и поперечного (ось Z).
- общее заданное время испытания в вертикальном, поперечном и продольном направлениях распределяется в следующих пропорциях 0,5; 0,3 и 0,2.
Из приведенных данных следует, что при испытаниях на прочность по трем осям максимальные вибрационные нагрузки приходятся на ось Y, затем на ось Z и незначительные на ось X.
Для сравнения параметров вибрационных нагрузок, возникающих в ортогональных направлениях спектральной плотности ускорения (СПУ) в поддиапазонах частот, и среднего квадратическое значение суммарного ускорения W, взятые из ГОСТ РВ.20.57.305-98 пересчитываются в эквивалентные под время t полета изделия с самолетом-носителем для осей X, Y и Z исходя из формулы ускоренных испытаний приведенных в ГОСТ РВ.20.57.305-98:
tуск=(Wпрог/Wуск*tпрог;
tудл(Wпрог/Wудл)4*tпрог;
причем Wудл<Wпрог, Wуск>Wпрог,
где:
tуск - ускоренное время испытаний;
Wпрог - первоначальная СПУ, установленная в программе испытаний или в Т;
Wуск -СПУ, соответствующая ускоренному времени испытаний;
tпрог - время испытаний, установленная в программе испытаний или ТУ;
tудл - удлиненное время испытаний;
Wудл - СПУ, соответствующая удлиненному времени испытаний.
Для сравнения параметров вибрационных нагрузок, возникающих в ортогональных направлениях, значения СПУ в поддиапазонах частот и среднее квадратическое значение суммарного ускорения, взятые из ГОСТ РВ.20.57.305-98, пересчитываются в эквивалентные под время полета изделия с самолетом-носителем для осей X, Y и Z по вышеуказанным формулам.
Испытания проводят с помощью испытательного стенда, который максимально соответствует штатным условиям подвески изделий под носителем, при этом реализуется на изделии пространственная ШСВ.
На фиг. 1 изображен общий вид стенда для испытаний изделия по оси Y. B состав стенда входят:
- поворотный электродинамический возбудитель 1;
- безлюфтовый опорный шарнир 2;
- нижняя рама 3;
- верхняя рама 4;
- испытуемого изделия 5 с узлами подвески 6;
- узлы захвата 7 самолета-носителя;
- порталов 8 с резиновыми шнуровыми амортизаторами 9 для вывески изделия 5.
На фиг. 2 изображен общий вид стенда для изделия по оси Z (см. фиг. 2) Вибровозбудители 1 поворачиваются на 90 градусов в горизонтальное положение, в этом случае изделие удерживается в горизонтальном положении с помощью тросов 10, а вибрационные нагрузки от вибровозбудителей к изделию передаются через штанги 11.
Стенд является универсальным, на котором можно проводить все типы изделий за счет увеличенных внутренних размеров рам 3 и 4 крепежного приспособления и возможностью перемещения вибровозбудитей 1 с порталами 8 в направлении продольной оси X испытуемого изделия 5 под узлы захвата 7 самолета - носителя. Узлы захвата 7 съемные и меняются под размеры узлов подвески изделия 6.
При проведении испытаний по оси Y, для снятия статической нагрузки с вибровозбудителей 1, удержания изделия 5 в горизонтальном положении и исключения влияния амортизаторов 9 на испытательный режим, длина резиновых авиационных амортизаторах 9 для вывески изделия 5 по передним и задним узлам подвески 6 рассчитывается следующим образом.
Определяют статический прогиб подвеса (δ). В линейных системах с одной степенью свободы прогиб подвеса связан с частотой собственных колебаний (ƒо) следующей формулой:
δ=g/4π2ƒ0 2,
где: ускорение свободного падения g=9.81 м/с2;
отношение длины окружности к ее диаметру π=3.14.
Чтобы при вывеске изделия исключить влияние амортизаторов на заданный режим испытаний и передачу вибрации на портал применяются шнуровые резиновые авиационные амортизаторы, при этом растяжение должно составлять 30% от первоначальной длины (середина линейной зоны упругой деформации).
Собственная частота колебательной системы подвеса ƒо, образованная массой изделия с приспособлением и упругим элементом амортизаторами, должна быть меньше ƒн:
ƒоƒн,
где ƒн - наименьшая частота испытательного режима.
Допустим низшая частота режима испытаний ƒн=5 Гц, тогда собственная частота подвеса ƒо быть ниже ƒн.
Примем ƒо=1 Гц, тогда статический прогиб δ=9.8/4*3.142*12=0,25 м, принимаем за 30% от первоначальной длины.
Следовательно, длину амортизаторов необходимо взять 0.25 м*3,33=0.83 м и подобрать диаметр и количество амортизаторов, таким образом, чтобы они растянулись под весом изделия с приспособлением на 25 см.
Определяем диаметр и количество амортизаторов для вывески системы исходя из составляющих веса по переднему Gп и заднему Gз узлам подвески.
Gп=G(L-A)/ L; Gз=GA/L,
где G - вес изделия с приспособлением;
Gп - составляющая веса приходящая на передний узел подвески;
Gз - составляющая веса приходящая на задний узел подвески;
L - расстояние между передним и задним узлами подвески;
А - расстояние от передней подвеской до центра тяжести изделия с приспособлением.
По графику статических характеристик шнуровых резиновых авиационных амортизаторов, исходя из значений Gп и Gз при относительном удлинении на 30% подбираем их диаметр и количество.
После определения вибрационных нагрузок для испытаний изделия и расчета резиновых амортизаторов, изделие устанавливается на стенд по оси У, как показано на фиг. 1, препарируется трехкомпонентными акселерометрами в контрольных (управляющих) и измерительных точках по рамам изделия.
Проводится отработка режима испытаний на макете изделия или на штатном изделии на 50% уровня нагружения. Отработка с подбором режимов испытаний ведется с помощью двухканальной автоматизированной системы управления случайной вибрации.
При отработки режимов перед началом испытаний проводится сравнительная оценка параметров пространственной вибрации по значениям вибрационных нагрузок, возникающих в ортогональных направлениях, с параметрами вибрации, установленными для автономных испытаний аппаратуры, и окончательно формируется режим испытаний. Как показали испытания, при такой схеме возбуждения с помощью 2-х вибровозбудителей с соблюдением штатных условий подвески изделия с самолетом-носителем, однонаправленное вибронагружение преобразуется в пространственное приближающее к условиям натурного вибрационного нагружения изделия. При отработке режима испытаний по оси Y, оценивается вибронагружение по оси X и оси Z, определяется необходимость дополнительного вибронагружения по оси Z. Как позывает опыт испытаний, дополнительное вибронагружение по оси X не требуется.
Claims (19)
1. Способ вибрационных испытаний авиационных управляемых ракет в сборе на прочность при воздействии широкополосной случайной вибрации, заключающийся в формировании и передаче широкополосной случайной вибрации и передаче ее к испытуемому изделию по вертикальной оси Y и в поперечной оси Z, с помощью двух однонаправленных поворотных вибровозбудителей, которые соединены через безлюфтовые шарнирные соединения с приспособлением, имеющим штатные узлы подвески изделия к самолету-носителю, характеризующийся тем, что при передаче вибрационной нагрузки по оси Y через узлы подвески изделия, реализуется пространственная широкополосная случайная вибрация с уровнями вибрационных нагрузок в ортогональных направлениях одного порядка с основным направлением.
2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что для предварительного формирования режима испытаний аппаратуры в составе изделия на пространственную широкополосную случайную вибрацию определяют значения вибронагружения в контрольных и измерительных точках на рамах изделия, по трем ортогональным направлениям исходя из режимов автономных испытаний аппаратуры.
3. Способ по п. 2, характеризующийся тем, что при отсутствии измерений, проведенных в реальных условиях применения изделия, определяют вибронагрузки в контрольных и измерительных точках изделия по ГОСТ РВ.20.57.305-98:
- среднеквадратическое значение суммарного ускорения при испытании в продольном направлении (ось X) устанавливают равным 0,7 от вертикального (ось Y) и поперечного (ось Z);
- общее заданное время испытания в вертикальном, поперечном и продольном направлениях, которое распределяется в следующих пропорциях 0,5; 0,3 и 0,2.
4. Способ по пп. 2, 3, характеризующийся тем, что вибронагрузки в контрольных и измерительных точках, заданные среднеквадратическим значением суммарного ускорения и общим за время испытания в вертикальном, поперечном и продольном направлениях, приводят к времени совместного полета изделия с самолетом-носителем по формуле ускоренных испытаний для широкополосной случайной вибрации по ГОСТ РВ.20.57.305-98:
tycк=(Wпpoг/Wycк)4tпрог;
tудл=(Wпрог/Wудл)4tпрог,
где:
tуск - ускоренное время испытаний;
Wпрог - первоначальная спектральная плотность ускорения, установленная в программе испытаний или в ТУ;
Wуск - спектральная плотность ускорения, соответствующая ускоренному времени испытаний;
tпрог - время испытаний, установленное в программе испытаний или ТУ;
tудл - удлиненное время испытаний;
Wудл - спектральная плотность ускорения, соответствующая удлиненному времени испытаний.
5. Способ по пп. 2-4, характеризующийся тем, что контрольными точками для управления режимами испытаний являются точки, расположенные непосредственно на силовых рамах возле переднего и заднего ползунов подвески изделия, точки измерения располагаются по остальным рамам изделия при этом в контрольных и измерительных точках устанавливаются трехкомпонентные акселерометры.
6. Способ по любому из пп. 2-5, характеризующийся тем, что после определения вибронагрузок в контрольных и измерительных точках, приведенных к времени совместного полета по рамам изделия, по трем ортогональным направлениям эти вибронагрузки сравниваются с вибронагрузками, полученными в процессе отработки режима испытаний по оси Y на макете изделия или на штатном изделии с помощью автоматизированной системы управления на 50%-ном уровне нагружения с определением окончательного режима испытаний на пространственную вибрацию изделия в сборе с учетом нагрузок в ортогональных направлениях.
7. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что при проведении испытаний по оси Y для снятия статической нагрузки с вибровозбудителей удержания изделия в горизонтальном положении и исключения влияния амортизаторов на испытательный режим изделие с крепежным приспособлением вывешивается на авиационных резиновых амортизаторах таким образом, чтобы собственная частота колебательной системы подвеса ƒо, образованная массой изделия с приспособлением и упругим элементом амортизаторами, была значительно меньше нижней частоты испытательного режима ƒн:
ƒо<<ƒн.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019143528A RU2731019C1 (ru) | 2019-12-24 | 2019-12-24 | Способ вибрационных испытаний авиационных управляемых ракет в сборе на прочность при воздействии широкополосной случайной вибрации |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019143528A RU2731019C1 (ru) | 2019-12-24 | 2019-12-24 | Способ вибрационных испытаний авиационных управляемых ракет в сборе на прочность при воздействии широкополосной случайной вибрации |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2731019C1 true RU2731019C1 (ru) | 2020-08-28 |
Family
ID=72421523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019143528A RU2731019C1 (ru) | 2019-12-24 | 2019-12-24 | Способ вибрационных испытаний авиационных управляемых ракет в сборе на прочность при воздействии широкополосной случайной вибрации |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2731019C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2794419C1 (ru) * | 2022-10-13 | 2023-04-17 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ испытания объекта широкополосной случайной вибрацией |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU728017A1 (ru) * | 1978-01-24 | 1980-04-15 | Войсковая часть 70170 | Стенд дл испытани антивибрационных кабелей на виброустойчивость |
SU1499137A1 (ru) * | 1987-06-19 | 1989-08-07 | Уральский филиал Всесоюзного теплотехнического научно-исследовательского института им.Ф.Э.Дзержинского | Вибростенд |
SU1840349A1 (ru) * | 1987-04-21 | 2006-10-10 | Опытное конструкторское бюро "Радуга" | Стенд для вибрационных испытаний длиномерных изделий |
-
2019
- 2019-12-24 RU RU2019143528A patent/RU2731019C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU728017A1 (ru) * | 1978-01-24 | 1980-04-15 | Войсковая часть 70170 | Стенд дл испытани антивибрационных кабелей на виброустойчивость |
SU1840349A1 (ru) * | 1987-04-21 | 2006-10-10 | Опытное конструкторское бюро "Радуга" | Стенд для вибрационных испытаний длиномерных изделий |
SU1499137A1 (ru) * | 1987-06-19 | 1989-08-07 | Уральский филиал Всесоюзного теплотехнического научно-исследовательского института им.Ф.Э.Дзержинского | Вибростенд |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГОСТ РВ 20.57.305-98. Аппаратура, приборы, устройства и оборудование военного назначения. Методы испытаний на воздействие механических факторов, введен 1999-01-01 : изд-е, янв. 2015 г., с изм.1, утв. 11 дек. 2009 г. - Москва, Стандартинформ, 2015. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2794419C1 (ru) * | 2022-10-13 | 2023-04-17 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ испытания объекта широкополосной случайной вибрацией |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107121254B (zh) | 一种大型导弹挂机振动试验设备及方法 | |
CN108001713B (zh) | 双星组合体航天器在轨分离地面试验装置及检测方法 | |
EP1976760B1 (en) | System for and method of monitoring free play of aircraft control surfaces | |
RU2694142C1 (ru) | Способ балансировки ротора в одной плоскости коррекции | |
RU2731019C1 (ru) | Способ вибрационных испытаний авиационных управляемых ракет в сборе на прочность при воздействии широкополосной случайной вибрации | |
RU2607361C1 (ru) | Способ испытаний многомассовых систем виброизоляции | |
Ardelean et al. | Cable effects study: Tangents, rat holes, dead ends, and valuable results | |
CN108168819A (zh) | 振动试验夹具及方法、振动试验夹具调试系统及方法 | |
CN114275187A (zh) | 一种振动-静力-激振三综合试验装置 | |
Ardelean et al. | Dynamics of cable harnesses on large precision structures | |
RU2794419C1 (ru) | Способ испытания объекта широкополосной случайной вибрацией | |
RU2650848C1 (ru) | Способ испытаний многомассовых систем виброизоляции | |
Sedghi et al. | ESO ELT-vibration sources characterization: a step forward towards requirement and performance verification | |
RU2736846C1 (ru) | Универсальный стенд для испытаний авиационных управляемых ракет на динамические нагрузки | |
RU2775360C1 (ru) | Способ экспериментального определения динамических характеристик гибких протяженных конструкций | |
RU2016386C1 (ru) | Способ испытаний амортизированных изделий на сейсмостойкость | |
Chang | Force limit specifications vs. design limit loads in vibration testing | |
RU2249803C1 (ru) | Стенд для испытаний конструкций на прочность и способ его сборки и настройки | |
CN110929388A (zh) | 一种基于精跟踪相机的飞行器振动干扰分析方法 | |
CN113348753B (zh) | 一种深空探测器分离试验装置及其试验方法 | |
Kloepper et al. | Experimental identification of rigid body inertia properties using single-rotor unbalance excitation | |
RU2649631C1 (ru) | Стенд для испытаний многомассовых систем виброизоляции | |
Olejnik et al. | Technology of Ground Vibration Testing and its application in light aircraft prototyping | |
Gustafsson et al. | A Study of the Accuracy of Ground Vibration Test Data Using a Replica of the GARTEUR SM-AG19 Testbed Structure | |
Irvine | INITIAL VELOCITY EXCITATION OF THE LONGITUNDINAL MODES IN A BEAM FOR PYROTECHNIC SHOCK SIMULATION |