Экспериментальная отработка космических летательных аппаратов - Афанасьев В.А.
ISBN 5-7035-0318-3
Скачать (прямая ссылка):
Общее число сочетаний различных видов нагрузок
т\{п-т)! •
где п — общее число возможных нагрузок; т — количество нагрузок, которые можно воспроизвести одновременно.
119
Если принять п = 8, а т = 3, то С\ - 56, и рассмотреть все воз* можные случаи сочетаний практически невозможно.
Для воспроизведения одновременного воздействия центробежных и вибрационных нагрузок применяется специальный комбинированный стенд (рис. 2.48).
Рис. 2.48. Схема комбинированного стенда для одновременного воспроизведения центробежных и вибрационных
механических нагрузок: 1 - планшайба; 2 - противовес; 3 - редуктор; 4 - муфта; 5 - редуктор; 6 - объект испытаний; 7 - вибратор; 8 - воздуховод; 9 - центральный коллектор центрифуги; 10 - электродвигатель; 11 - муфта привода; 12 - редуктор; 13 - дистанционный первичный преобразователь; 14 - броне-плита; 15 - пульт управления; 16 - электродвигатель прибора поворотного устройства
Он состоит из центрифуги, приводимой в действие электродвигателем через червячный редуктор; электродинамического вибратора, закрепленного на центральном столе центрифуги, и новоротного устройства, установленного на столе вибратора и приводимого в действие электродвигателем через трехступенчатый цилиндрический редуктор. Для устранения передачи вибрации на цилиндрический редуктор я электродвигатель поворотного устройства на валу, соединяющем редуктор, установленный на противовесе, с поворотным устройством, служат две шарнирные муфты.
После включения центрифуги с пульта управления и выхода ее на заданную частоту вращения (в зависимости от нагрузки) запускают вибратор и поворотное устройство. Характер комбинированного воздействия на объект испытания указан на рис. 2.49. Объект испытани! устанавливается на поворотном устройстве так, что ось вращения проходит черв*
/ / /
Рис 2.49. Характер комбинированного воздействия на объект испытаний
120
центр объекта, чтобы при работе объекта все его точки нагружались одинаково (хотя и периодически) осевыми инерционными нагрузками.
2.2.4.
Испытания на воздействие ударных нагрузок
В механике ударом называют механическое воздействие материальных тел, приводящее к конечному изменению скоростей их точек за бесконечно малый промеэкуток времени. Ударное движение — движение, возникающее в результате однократного взаимодействия тела (среды) с рассматриваемой системой при условии, что наименьший период собственных колебаний системы или ее постоянная времени соизмеримы или больше времени взаимодействия.
При ударном взаимодействии в рассматриваемых точках определяют ударные ускорения, скорость или перемещение. В совокупности такие воздействия и реакции называют ударными процессами. Механические удары могут быть одиночными, многократными и комплексными. Одиночные и многократные ударные процессы могут воздействовать на аппарат в продольном, поперечном и любом промежуточном направлениях. Комплексные ударные нагрузки оказывают воздействие на объект в двух или трех взаимно перпендикулярных плоскостях одновременно. Ударные нагрузки на ЛА могут бить как непериодическими, так и периодическими. Возникновение ударных нагрузок связано с резким изменением ускорения, скорости или направления перемещения ЛА. Наиболее часто в реальных условиях встречается сложный одиночный ударный процесс, представляющий собой сочетание простого ударного импульса с наложенными колебаниями.
Основные характеристики ударного процесса:
законы изменения во времени ударного ускорения a(t), скорости V(t) и перемещения X(t)\
длительность действия ударного ускорения т — интервал времени от момента появления до момента исчезновения ударного ускорения, удовлетворяющий условию а> ап, где а„ — пиковое ударное ускорение;
длительность фронта ударного ускорения Тф — интервал времени от момента появления ударного ускорения до момента, соответствующего его пиковому значению;
коэффициент наложенных колебаний ударного ускорения — отношение полной суммы абсолютных значений приращений между смежными и экстремальными значениями ударного ускорения к его удвоенному пиковому значению;
121
импульс ударного ускорения — интеграл от ударного ускорения за время, равное длительности его действия.
По форме кривой функциональной зависимости параметров две* жения ударные процессы разделяют на простые и сложные. Простые процессы не содержат высокочастотных составляющих, и их характе-ристики аппроксимируются простыми аналитическими функциями. Наименование функции определяется формой кривой, аппроксимирующей зависимость ускорения от времени (полусинусоидальная, коси* нусоидальная, прямоугольная, треугольная, пилообразная, трапецеидальная и т.д.).
Механический удар характеризуется быстрым выделением энергии, в результате чего возникают местные упругие или пластические деформации, возбуждение волн напряжения и другие эффекты, приводящие иногда к нарушению функционирования и к разрушению конструкции ЛА. Ударная нагрузка, приложенная к ЛА, возбуждает в нем быстрозатухающие собственные колебания. Значение перегрузки при ударе, характер и скорость распределения напряжений по конструкции ЛА определяются силой и продолжительностью удара и характером изменения ускорения. Удар, воздействуя на ЛА, может вызвать его механическое разрушение. В зависимости от длительности, сложности ударного процесса и его максимального ускорения при испытаниях определяют степень жесткости элементов конструкции ЛА. Простой удар может вызвать разрушение вследствие возникновения сильных, хотя и кратковременных перенапряжений в материале. Сложный удар может привести к накоплению микродеформаций усталостного характера. Так как конструкция ЛА обладает резонансными свойствами, то даже простой удар может вызвать колебательную реакцию в ее элементах, также сопровождающуюся усталостными явлениями.
