Испытания на воздействие линейного ускорения
Линейное ускорение – это стандартная физическая величина, показывающая изменение скорости за единицу времени. Испытания приборов, техники и прочих изделий, включая элементы летательных аппаратов, позволяют качественно и количественно определить критические значения, до достижения которых испытуемый образец сохраняет свою целостность и работоспособность.
Чем опасно линейное ускорение?
Сама по себе векторная величина не несет особой опасности для изделий и техники в сборе, однако спровоцированные ею перегрузки могут привести к частичному или полному разрушению с выходом из строя прибора или отдельного элемента техники.
Теоретически перегрузка рассчитывается как отношение линейного ускорения при негравитационном движении объекта к ускорению свободного падения (G). Значение перегрузки безмерно или обозначается в виде коэффициента G.
Деформации и смещение деталей механизмов – одни из наиболее распространенных опасных последствий воздействия линейного ускорения.
• Взаимное смещение деталей и корпусных элементов машины или оборудования приводит к нарушению соосности валов сопряженных узлов, к потере контакта в зубчатых передачах, разгерметизации корпуса и т.п.
• Деформация креплений и отдельных крепежных элементов. Испытанию на воздействие линейного ускорения подвергают даже самые мелкие болты и заклепки, которые при перегрузке могут разрушиться, что может привести к катастрофическим последствиям.
• Деформация несущих конструкций – еще одно наиболее яркое проявление воздействия перегрузки при линейном ускорении. Потеря геометрии летательного аппарата влечет за собой нарушение аэродинамических характеристик.
Для чего нужны испытания на воздействие линейного ускорения?
Результаты испытаний покажут, насколько изделие устойчиво в процессе эксплуатация, и какой у него рабочий ресурс, чтобы подтвердить заявленные технические характеристики или внести корректировки в технологический процесс изготовления.
Испытания на воздействие линейного ускорения дают возможность оценить предельную величину перегрузки, которую испытывает образец в своих естественных условиях эксплуатации, чтобы минимизировать риск его разрушения при реальном использовании.
Другими словами, результаты испытаний показывают, на сколько изделий, прибор или техника способны сопротивляться разрушительному воздействию перегрузок, вызванных линейным ускорением.
Тестирование проводят для оценки работоспособности в реальных эксплуатационных условиях, не подвергая образец экстремальным перегрузкам, которых в процессе использования по назначению практически не может быть. Однако в зависимости от поставленных задач эксперимента могут быть проведены испытания на критические воздействия линейных ускорений для определения максимального рабочего ресурса.
Негативное воздействие линейных ускорений – один из распространенных деструктивных факторов эксплуатации машин, приборов, аппаратов и прочих конструкций. Такие испытания проводят как для наземной техники, так и для летательных аппаратов любой величины и назначения – от дронов бытового уровня до военных беспилотников, самолетов и ракет.
Испытаниям на воздействие линейного ускорения подвергают любые вращающиеся детали наземных машин и механизмов, включая промышленное оборудование. Особенно важно испытывать на действие перегрузок во время эксплуатации развлекательные аттракционы, где опасности подвергаются рядовые люди и дети.
Испытания на линейное ускорение проводят как для готового изделия (прибор, техника или механизм), так и для отдельных его деталей, чтобы в процессе изготовления скорректировать технологию производства при выявленной недостаточной стойкости к перегрузкам.
Стандарты испытаний
• ГОСТ 16962.2-89
• ГОСТ Р 51805-2001
Методы испытаний на воздействие линейных ускорений
Согласно ГОСТу Р 51805-2001 испытания на воздействие линейных ускорений проводят в центрифугах, в которых проще всего в лабораторных условиях воссоздать перегрузку, с которой столкнется образец в реальных условиях эксплуатации. Значение линейного ускорения определяется соответствующей научно-технической документацией к изделию, отраслевыми стандартами или реальными параметрами, полученными в процессе использования.
Для изделий, которые обладают повышенной гироскопической чувствительностью, допустимо использование и других типов испытательных установок.
Время разгона и торможения в процессе испытаний рассчитывают теоретически в зависимости от значения линейного ускорения, частоты вращения и расстояния от контрольной точки до центра оси центрифуги.
Испытательная установка должна правильно передавать линейное ускорение на испытуемый образец. Для этого необходимо обеспечить достаточную жесткость крепления изделия к базе центрифуги. Кроме того, точность результатов испытания зависит от воздействия паразитарных вибраций, которые могут возникать при контакте с встречным воздушным потоком. Резонанс с собственными колебаниями испытательной установки также может снизить точность тестирования. Все эти негативные факторы в ходе испытаний должны быть исключены.
Направление воздействия линейного ускорения выбирают в зависимости от специфики эксплуатации изделия и его формы.
• Продольно направленное воздействие по оси симметрии в двух противоположных направлениях.
• Перпендикулярно к плоскостям симметрии.
• Поочередное воздействие в двух противоположных направлениях по каждой из трех осей. Такой метод используют, когда у образца нет четко выраженных осей симметрии.
Если у изделия заведомо известно особо уязвимое направление воздействия линейного ускорения, то испытания проводятся только в этой плоскости. Если тестируемый образец – электронный прибор, то проводить эксперимент следует с подключением его к питанию.
Компания «Менделеев Тест Групп» выполняет все виды испытаний на механическую прочность, в т.ч. и на воздействие линейных ускорений, согласно стандартизированной методике, а также по индивидуальному техническому заданию заказчика. Полученные результаты тестирования позволят облегчить сертификацию продукции и обезопасить ее использование.
