2. Испытания на внешние воздействующие факторы

2.1. Механические испытания

К механическим испытаниям относятся виды испытаний, в которых имитируются реальные условия эксплуатации при механических воздействиях.

Такими испытаниями являются: вибрации, транспортная (дорожная) тряска, удары, линейное (постоянное) ускорение, акустический шум (звуковое давление), износоустойчивость. Эти виды внешних факторов являются динамическими и представляют собой сложные сочетания изменяющихся во времени статических нагрузок и деформаций, известных из курсов теоретической механики и сопромата (изгиб, растяжение, сдвиг, срез, кручение, вдавливание и др.). Механические испытания проводят с помощью специальных стендов.

2.1.1. Испытание вибрацией

Гармонической (синусоидальной) вибрацией называется механическое воздействие, характеризуемое постоянными амплитудой A, частотой ω и ускорениями, соответствующими периодическому закону:

x = A ∙ sin ωt, (2.1)

где x – виброперемещение (вибросмещение), т.е. мгновенное значение координаты контрольной точки в момент времени t.

Первая производная по времени дает виброскорость:

v = Aω∙ cos ωt (2.2)

Вторая производная – виброускорениие:

a = Aω² ∙ sin ωt (2.3)

Здесь A – амплитуда виброперемещения, ω – круговая частота ω = 2π∙f , где f – частота вибрации, Гц.

Испытания проводятся с заданными частотой и амплитудой, которым соответствует ускорения по формуле (2.3). Испытания проводятся на вибрационных стендах.

На рис. 1 приведены схемы вибростендов на основе кривошипно-шатунного механизма (а) и на основе центробежного привода (б).

Рис. 1 а,б

1а: 1 - платформа для установки приборов, 2 - подвижной шток, 3 - шатун, 4 - -эксцентрик.

1б: 3 - неуравновешенные сектора-дисбалансы, 4 - пружина

Кинематическая схема стенда с центробежными вибраторами приведена

на рис. 2.

Реальные вибропроцессы редко описываются гармоническим законом. Как правило, эти вибрации являются полигармоническими, квазигармоническими с биениями и случайными (узко- и широкополосными). Их имитация на стендах требует создания сложных следящих систем управления вибропроцессом и мощных электродинамических стендов, создающих широкий спектр частот и сложные формы вибраций.

Рис. 2. Кинематическая схема стенда с центробежными вибраторами

1 - платформа, 2 - шток, 3 - пружина, 4 - регулировочный винт, 5 - вибратор, 6 - зубчатые колеса, 7 - валы вибратора, 8- секторы, 9 - ременная передача, 10 - электродвигатель.

2.1.2. Транспортная (дорожная) тряска

Испытание производится либо в естественных условиях транспортировкой готовых ЭМС на расстояния, заданные ТУ по неровным дорогам (булыжным мостовым, грунтовым дорогам), либо на стенде, имитирующем дорожную тряску (рис. 3).

Рис. 3. Стенд имитации транспортной тряски

Расстояние транспортировки и скорость движения автомашины задается частными ТУ. После испытаний на вибрацию и тряску проверяются крепление неподвижных соединений, усилия, крутящие моменты и равномерность хода подвижных соединений, а также электрические характеристики ЭМС.