ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Организация и планирование вибрационных испытаний для механизма влияния типа из "Вибрации в технике Справочник Том 5 " Общие положения. Наиболее распространенной задачей испытаний объекта, характеризующейся зависимостью типа Б, является оценка его вибропрочности в эксплуатации, где на объект воздействует случайная нестационарная вибрация. Поэтому дальнейшее изложение в основном посвящено решению именно этой задачи, отличающейся монотонным возрастанием определяющего параметра — накопленного повреждения. [c.450] Требуется построить процедуру испытаний объекта, чтобы убедиться в том, что вероятность усталостного разрушения одного из его элементов не превысит заданного уровня Р. Предполагается, что разрушение конструкции объекта может произойти в одной из точек счетного множества, если накопленное в этой точке усталостное разрушение превысит единицу. [c.450] Повреждение накапливаемое в v-й точке в единицу времени в случае, когда напряжение в материале изменяется как стационарный случайный процесс с дисперсионным вектором 6v, является функцией 6у и некоторого вектора Ь,-, характеризующего свойства материала и конструкции (наличие концентраторов напряжений) в этой же точке, т. е. [c.450] Если задаться конкретным значением скорости накопления повреждения и подставить его в уравнение (9), то получим уравнение некоторой поверхности в пространстве вибрационных состояний, которая является геометрическим местом точек, соответствующих вибрационным состояниям объекта, приводящим к данной скорости накопления повреждения, т. е. равнотяжелых для точки v. [c.450] Как расслоение , так и относительное время пребывания вибросостояния в каждом слое, следовательно, и накопление повреждения индивидуальны для каждой точки конструкции. [c.451] Если для всех точек конструкции по формуле (10) подсчитать накопленные за время Т повреждения и окажется, что Пу 3= I, то это означает, что расчет предсказывает усталостное разрушение конструкции. [c.451] Необходимой информацией для расчета является знание динамических свойств конструкции (вектор Ву для всех v), усталостных характеристик конструкции и материала (вектор Ь ), закона распределения вероятностей на множестве вибрационных состояний и некоторой гипотезы относительно закона накопления усталостных повреждений. [c.451] Достоверность такого расчета невелика по ряду причин. Во-первых, априори практически неизвестны динамические свойства конструкции объекта (за исключением тех редких случаев, когда конструкция проста и место возможного разрушения очевидно). Во-вторых, недостоверны сведения об усталостных свойствах материала и общеизвестна ограниченность применения наиболее распространенных гипотез накопления повреждения. [c.451] Поскольку в эксплуатации реализуется последовательность различных вибросостояний, невозможно найти едниствениое R состояние, эквивалентное этой последовательности по накопленному за то же время Т повреждению. [c.452] Для каждого состояния в каждой точке имеется скорость накопления повреждений, так что при попытке выбрать одно эквивалентное состояние наиболее нагруженной оказывается одна точка конструкции, а в остальных скорость накопления отличается от эксплуатационной. [c.452] Однако практически реализовать такую схему трудно из-за того, что время существования каждого состояния должно быть достаточно коротким, а настройка нового состояния оказывается делом кропотливым и длительным даже при высокой автоматизации этого процесса. Поэтому переходнь е процессы могут быть соизмеримы по длительности с временем существования каждого режима. При этом снижается достоверность оценки. Кроме того, для получения достоверных оценок таким методом необходимо испытать значительное количество экземпляров объекта (следует помнить о широком разбросе усталостных свойств), что нежелательно по экономическим и технологическим соображениям. Поэтому подобная схема испытаний, вероятно, применима только в ограниченном числе случаев. [c.452] Более экономическую (с точки зрения рационального планирования эксперимента) схему можно построить, если максимально исследовать имеющуюся или доступную для получения информацию о динамических и усталостных свойствах конструкции. При этом схему испытаний можно построить следующим образом. [c.452] Однако в силу ряда причин невозможность в большинстве случаев непосредственно организовать тензометрирование в опасных точках точность этих соотношений по-прежнему невысокая. Поэтому использовать эти соотношения можно лишь как априорную информацию, позволяющую более рационально организовать дальнейшие испытания. [c.452] Дальнейшие испытания на вибропрочность должны быть направлены на подтверждение правильности полученной ранжировки или при необходимости на ее уточнение. Одним из возможных путей является выбор такого испытательного режима, который должен обеспечить предсказанные скорости накопления повреждений в выбранном подмножестве точек. Этот режим есть не что иное, как решение системы уравнений (II) относительно компонент вектора R. [c.453] Число точек объекта, в которых можно поддерживать определенные скорости накопления, не может быть большим, чем размерность вегстора R. Скорости в остальных точках получаются произвольными, и необходимо следить за тем, чтобы они не превышали предсказанных средних значений и не нарушали таким образом ранжировку. [c.453] Используя систему (11), можно провести испытания конструкции на режимах, обеспечивающих одинаковую скорость накопления повреждений для нескольких выбранных точек. Для определения такого режима необходимо задаться некоторым значением скорости, подставить это значение в систему (11) и решить ее относительно R. Применив эти режимы и произведя испытания до разрушения, можно найти такую точку конструкции, для которой прогноз выносливости оказывается наиболее завышенным. Если это одна из первых точек, то найден один из путей исправления ранжировки. [c.453] Задавшись определенными значениями г Р, следует решить систему (12) относительно неизвестных R и Т ,. Поскольку число уравнений здесь всегда меньше числа неизвестных, существует бесчисленное число решений. Для нахождения одного из решений следует задаться либо значениями определенных параметров, либо ввести дополнительные связи между параметрами. Во всяком случае система (12) позволяет создать новые схемы испытаний конструкции. Если одна из программ, удов-летворяюш,ая требованиям по средним скоростям накопления повреждений, найдена, то дальнейшие действия должны полностью соответствовать рассмотренному выше случаю с единственным испытательным режимом. [c.454] Все изложенные подходы к организации и планированию вибрационных испытаний базируются на допущении, что любое эксплуатационное вибрационное состояние г из множества эксплуатационных вибрационных состояний С может быть воспроизведено в лабораторных условиях. Приведенные в гл. XX—ХХП материалы показывают, что принятое допущение не является слишком жестким. [c.454] Вернуться к основной статье