СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ АМОРТИЗИРОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ НА СЕЙСМОСТОЙКОСТЬ Российский патент 1994 года по МПК G01M7/02 

Изобретение относится к машиностроению, создающему изделия, эксплуатируемые в зонах сейсмической активности.

Изобретение распространяется на класс изделий, устанавливаемых во время эксплуатации на амортизаторы.

Изобретение может быть использовано при лабораторных исследованиях поведения изделий, нагруженных колебательными воздействиями сейсмического типа.

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].

Основным недостатком указанного способа является то, что технически трудно обеспечить соответствие между спектром ответа, полученным расчетным путем и с помощью виброплатформы.

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.

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.

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.

Ввиду того, что заявляемое изобретение распространяется на класс амортизированных изделий, представляется возможным значительно упростить способ испытаний, указанный выше.

Целью изобретения является упрощение методики, повышение достоверности результатов испытаний и сокращение времени испытаний на сейсмостойкость амортизированных изделий.

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.

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).

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.

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).

Сущность изобретения: при испытании амортизированного изделия его закрепляют на столе вибростенда без амортизаторов и подвергают воздействию гармонической вибрации по трем взаимно перпендикулярным направлениям на соответствующей каждому направлению первой собственной частоте жестко закрепленного изделия. Амплитуду виброускорения определяют по расчетному спектру амортизированного изделия на имитируемое сейсмическое воздействие. Минимальное время τ_i воздействия вибрации по каждому направлению назначают по предложенной формуле, учитывающей логарифмический декремент колебаний и первую собственную частоту жестко закрепленного изделия по i-й оси. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ АМОРТИЗИРОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ НА СЕЙСМОСТОЙКОСТЬ, по которому изделие закрепляют на столе вибростенда без амортизаторов и подвергают воздействию гармонической вибрации по трем взаимно перпендикулярным направлениям на фиксированной частоте, при этом амплитуду виброускорения задают с учетом предварительно определенной реакции амортизированного изделия на испытательной частоте по соответствующему направлению, отличающийся тем, что воздействие по каждому направлению осуществляют на первой собственной частоте жестко закрепленного изделия, а амплитуду виброускорения определяют по расчетному спектру ответа амортизированного изделия на имитируемое сейсмическое воздействие. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что минимальное время τ_iвоздействия вибрации по каждому направлению назначают 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).