 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение Как определить диапазон голоса - ваш вокал Игровые автоматы с быстрым выводом Как самому избавиться от обидчивости Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком" Натюрморт и его изобразительные возможности Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д. Как научиться брать на себя ответственность Зачем нужны границы в отношениях с детьми? Световозвращающие элементы на детской одежде Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ) Глава 3. Завет мужчины с женщиной
Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.
| Ударный процесс и его характеристики
Утверждено на заседании кафедры протокол № ___________________ от “___” ________________ 2009 г.
г. Байконур 2009 г. Вывод
Изучены основные методы испытаний на воздействие ударных нагрузок. Изучены принцип работы и устройство установок для создания ударных нагрузок для проведения наземных ударных испытаний.
Содержание
Основные обозначения:
ЛА – летательный аппарат; ЭВМ – электронно-вычислительная машина; КЛА – космический летательный аппарат.
Введение
Приступая к выполнению лабораторной работы, студент должен внимательно изучить лекционный материал по данной теме. При выполнении работы необходимо разобрать методы ударных испытаний: на ударную прочность при многократном воздействии; на ударную устойчивость при многократном воз Лабораторная работа должны помочь студентам специальности 130900 лучше усвоить теоретический курс, читаемый по дисциплине «Механические испытания».
Целью данной лабораторной работы является закрепление знаний, полученных в теоретическом курсе «Механические испытания». В результате изучения работы студенты должны изучить методы проведения ударных испытаний, а также разобраться с принципом устройства и функционирования ударных стендов. В конце работы предложены вопросы не только по содержанию лабораторной работы, но и по части лекционного курса, посвященного изучению испытаний на воздействие ударных нагрузок. Результатом работы является защита лабораторной работы по вопросам, изложенным в конце пособия и по лекционному материалу.
Ударный процесс и его характеристики В механике ударом называют механическое взаимодействие материальных тел, приводящее к конечному изменению скоростей их точек за бесконечно малый промежуток времени. Физически это конечный, достаточно малый промежуток времени — время удара Т, не превышающее наименьший период Т0 = 2π/ω0 собственных колебаний системы. В процессе эксплуатации ЛА подвергается воздействию ударных нагрузок. При транспортировании ЛА причинами их возникновения являются неустановившиеся режимы движения транспортного средства. Ударные нагрузки возникают, например, при соударениях вагонов в момент начала движения или резкого торможения железнодорожного состава, при наезде автотранспортного средства на преграду, при взлете и посадке самолета. Наиболее интенсивные нагрузки действуют на конструкцию ЛА и его бортовые системы в полете: при старте, в момент отделения ступеней, при смене режима работы двигательной установки и т. д. Возникновение ударных нагрузок связано, как правило, с резким изменением ускорения, скорости или направления движения ЛА. К ударным нагрузкам также относят импульсные воздействия на конструкцию ЛА различных ударных волн. Различают силовое и кинематическое ударные воздействия на исследуемую систему, которые вызывают реакцию — ударное движение. Ударное движение определяется ударным ускорением, скоростью и перемещением. В совокупности такие воздействия и реакции называют ударными процессами. Ударные процессы могут быть одиночными, многократными (с периодической или случайной последовательностью ударов) и комплексными. Одиночные и многократные процессы могут воздействовать на ЛА в продольном, поперечном и любом промежуточном направлениях, а комплексные - в двух или трех взаимно перпендикулярных плоскостях одновременно.
Механический удар характеризуется быстрым выделением энергии, в результате чего возникают местные упругие или пластические деформации, волны напряжения и другие эффекты, которые в отдельных случаях могут приводить к нарушению функционирования бортовых систем или разрушению конструкции ЛА. Результаты воздействия удара на ЛА зависят от характеристик ударного воздействия и механических свойств конструкции. Простой удар может вызвать разрушение конструкции вследствие возникновения сильных, хотя и кратковременных перенапряжений в материале. Сложный удар, сопровождающийся циклическими или знакопеременными перенапряжениями, может привести к накоплению микродеформаций усталостного характера. Так как ЛА обладает резонансными свойствами, то даже простой удар может вызвать колебательную реакцию в элементах конструкции, которая также сопровождается усталостными явлениями. Меры защиты от вредного воздействия ударных нагрузок, как и от вибраций, делят на две группы. К первой группе относятся меры, направленные на обеспечение требуемой механической прочности и жесткости конструкции, ко второй — меры, нацеленные на изоляцию элементов конструкции или бортовых агрегатов от ударных воздействий. В последнем случае применяют различные амортизирующие средства, изолирующие прокладки, компенсаторы и демпферы. Различают два вида испытаний: • испытания на ударную прочность; • испытания на ударную устойчивость. Испытания на ударную прочность проводят с целью проверки способности изделия противостоять разрушающему действию механических ударов, сохранять свои параметры в пределах, указанных в НТД. Испытания на ударную устойчивость поводят с целью проверки способности изделия выполнять свои функции в условиях действия механических ударов. Полностью устранить влияние ударов на конструкцию ЛА и его бортовые агрегаты невозможно, поэтому изделие должно быть достаточно прочным и устойчивым к воздействию ударных нагрузок. Ударной прочностью называют способность изделия выдерживать заданный уровень ударных нагрузок без разрушения. Ударную устойчивость определяют как способность изделия нормально функционировать, т. е. сохранять свои основные параметры во время и после воздействия ударных нагрузок в пределах, указанных в нормативно-технических документах на изделие. Основными характеристиками ударного процесса являются: — — длительность ударного ускорения τ— время, в течение которого действуют мгновенные ускорения а одного знака, удовлетворяющие условию а > 0,1 ап, где ап — пиковое ударное ускорение (рис. 2.2); — длительность переднего фронта τф ударного ускорения —интервал времени от момента появления ударного ускорения до — пиковое ударное ускорение ап; — импульс ударного ускорения Jп— интеграл от ударного — коэффициент наложения колебаний ударного ускорения
С целью облегчения воспроизводимости испытательных ударных воздействий и сопоставимости результатов испытаний в качестве ударных воздействий широко используют эталонные ударные импульсы. Они представляют собой ударные воздействия (ускорения), законы изменения которых во времени описываются простыми аналитическими функциями. Наиболее часто применяют эталонные ударные импульсы треугольной (пилообразной), полусинусоидальной и трапецеидальной (прямоугольной) формы. В качестве примера приведем аналитические функции параметров движения для ударного импульса полусинусоидальной формы. При нулевых начальных условиях (в момент времени t = О начальная скорость v = О и начальное перемещение х = О) функциональные зависимости параметров движения от времени имеют вид
где амплитудные значения перемещения и скорости равны:
Спектральными характеристиками ударного процесса являются амплитудный спектр Фурье (или частотный спектр) и ударный спектр. Амплитудный спектр Фурье F(f) представляет собой результат прямого преобразования Фурье временной зависимости f(t) ударного воздействия (как правило, ударного ускорения a(t)):
Ударный спектр S(t) определяется как зависимость максимального значения реакции (ускорения, скорости или перемещения) последовательности резонаторов на ударное возбуждение от собственных частот резонаторов. При этом под резонатором понимают линейную консервативную колебательную систему с одной степенью свободы. В зависимости от интервала времени, в котором наблюдается реакция резонаторов, различают три типа ударных спектров: — начальный спектр SH(f), определяемый по реакции резона — остаточный спектр S0(f), определяемый по реакции резонаторов после окончания ударного воздействия; — полный спектр Sп(f) за время О < t < ∞, который находится как верхняя огибающая функций начального и остаточного спектров. Амплитудный спектр Фурье и остаточный ударный спектр связаны соотношением
|
действии; на ударную прочность и ударную устойчивость при воздействии одиночных ударов большой интенсивности; на прочность при транспортировании и падении, а также устройство ударных стендов.
Различают ударные процессы (рис. 2.1) простой формы (в виде короткого однополярного импульса) и сложной формы (в виде совокупности импульсов с наложенными колебаниями).
В отличие от простого удара ударное воздействие сложной формы (сложный удар) может охватывать несколько периодов собственных колебаний. В реальных условиях эксплуатации ЛА простой одиночный ударный процесс встречается редко. Однако простые одиночные ударные импульсы широко используются при проведении ударных испытаний. Наиболее часто в реальных условиях эксплуатации ЛА имеет место сложный одиночный ударный процесс, состоящий из простого ударного импульса с наложенными колебаниями.
законы изменения во времени ударного ускорения а(t),
где п — число точек экстремума.
