Способ испытаний на вибропрочность и долговечность объектов авиационного ракетного вооружения

 

Сущность изобретения: для определения режима эквивалентного вибрационного нагружения объекта в сборе, подвергающегося при эксплуатации комплексному воздействию статической и вибрационной нагрузок, проводят испытания двух партий элементов объекта. Сначала первую партию испытывают до разрушения при одновременном воздействии асимметричной статической и случайной вибрационной нагрузок, имитирующих эксплуатационные, и регистрируют время наработки до разрушения. Испытания элементов второй партии проводят только при случайном вибрационном воздействии. Уровень вибрационной нагрузки ступенчато повышают до достижения времени наработки до разрушения, соответствующего значению времени наработки до разрушения элемента при указанном комплексном воздействии. По результатам испытаний элементов двух партий определяют отношение максимального уровня случайной вибрационной нагрузки к уровню вибрационной нагрузки при комплексном нагружении. Объект в сборе подвергают испытанию на случайную вибрацию. Режим эквивалентного вибрационного нагружения задают в соответствии с указанным выше отношением. Изобретение обеспечивает повышение точности испытаний благодаря описанному способу определения режима эквивалентного вибрационного нагружения.

Изобретение относится к технике прочностных испытаний, а именно к способам испытаний на вибропрочность и долговечность объектов авиационного ракетного вооружения, и может быть использовано также для испытаний различных машин и оборудования, подвергающихся при эксплуатации комплексному воздействию статической и вибрационной нагрузок.

Известны способы определения прочностных характеристик летательных аппаратов и их вооружения, основанные на натурных испытаниях объектов [1], [2].

Недостатком этих способов является их неэкономичность.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения долговечности элементов объектов авиационного вооружения, по которому партию элементов объекта подвергают одновременному воздействию асимметричного статического и случайного вибрационного нагружений, имитирующих эксплуатационные нагружения, регистрируют динамические параметры (вибронапряжения и виброускорения) и время наработки до разрушения элементов, по которым судят о долговечности объектов [3].

Недостатком этого способа является невысокая точность, обусловленная отсутствием достоверной связи между прочностными характеристиками отдельных элементов объекта и объекта в сборе. Проведение же испытания объекта в сборе на комплексное воздействие статической и случайной вибрационной нагрузок зачастую невозможно из-за отсутствия соответствующего оборудования, обеспечивающего моделирование эксплуатационного нагружения объекта.

Целью изобретения является повышение точности испытаний на вибропрочность и долговечность объектов авиационного ракетного вооружения. Задача изобретения заключается в замене комплексного нагружения объекта эквивалентным случайным вибрационным нагружением.

Это достигается тем, что в способе испытаний на вибропрочность и долговечность объектов авиационного вооружения, по которому партию элементов испытаемого объекта подвергают одновременному воздействию асимметричного статического и случайного вибрационного нагружений, имитирующих эксплуатационные нагружения, регистрируют динамические параметры и время наработки до разрушения элементов, по которым судят о вибропрочности и долговечности объектов, испытаниям подвергают новую партию элементов, а в качестве испытательных нагрузок задают только случайное вибрационное воздействие, ступенчато повышая его уровень до достижения времени наработки до разрушения элементов партии, равного соответствующему значению времени при одновременном воздействии случайного вибрационного и статического нагружений, измеряют при этом превышение уровня случайного вибрационного нагружения по сравнению с заданным уровнем эксплуатационного нагружения, затем, используя величину соотношения уровней случайного вибрационного нагружения при имевших место испытаниях обеих партий элементов объекта, находят режим испытаний объекта авиационного ракетного вооружения в сборе на воздействие случайной вибрации, после чего объект в сборе подвергают испытаниям на найденный режим случайной вибрации.

Способ осуществляют следующим образом (на примере испытания авиационной управляемой ракеты класса "воздух - воздух").

На первом этапе испытаниям подвергают партию элементов конструкции ракеты, которые закрепляют на установке для комплексного нагружения, включающей вибростенд и устройство статического нагружения. На каждый элемент устанавливают тензодатчик, электрически связанный со счетчиком времени. При испытаниях на указанной установке элементы подвергают асимметричному статическому и случайному вибрационному нагружениям, соответствующим эксплуатационным нагрузкам в условиях совместного полета ракеты с самолетом-носителем. Испытания проводят до разрушения элементов. Время наработки определяют с помощью счетчика времени путем фиксации момента разрыва электрической цепи при разрушении. В процессе испытания измеряют уровни воздействующих на элементы нагрузок и возникающих в них напряжений.

На втором этапе партию аналогичных элементов испытывают на воздействие только случайной вибрационной нагрузки, причем уровень нагрузки ступенчато повышают от элемента к элементу до тех пор, пока время наработки до разрушения не будет равным соответствующему времени наработки до разрушения, определенному на первом этапе испытаний (т.е. при комплексном нагружении). Как и на первом этапе, измеряют уровни воздействующих на элементы вибрационных нагрузок и возникающих в них напряжений. По результатам испытания определяют максимальный уровень вибрационной нагрузки, эквивалентный уровню вибрационной нагрузки при комплексном нагружении, и строят кривые усталости элементов конструкции при вибрационном нагружении.

Затем по кривым усталости определяют величину K = n_вибр/n_экспл, где n_вибр - максимальный уровень вибрационной нагрузки; n_экспл - уровень вибрационной нагрузки при комплексном нагружении, имитирующем эсплуатационное.

На третьем этапе испытуемый объект в сборе устанавливают с помощью соответствующих приспособлений на электродинамических вибростендах и подвергают его испытанию на случайную вибрацию. Режим эквивалентного вибрационного нагружения при этом испытании задают в соответствии с определенной ранее величиной K.

Благодаря такому способу определения режима эквивалентного вибрационного нагружения объекта в сборе обеспечивается точное определение его вибропрочности и долговечности и исключается необходимость его испытания на комплексное воздействие статической и вибрационной нагрузок.

Формула изобретения

Способ испытаний на вибропрочность и долговечность объектов авиационного ракетного вооружения, по которому партию элементов испытуемого объекта подвергают одновременному воздействию асимметричного статического и случайного вибрационного нагружения, имитирующего эксплуатационные нагружения, регистрирующие динамические параметры и время наработки до разрушения элементов, по которым судят о вибропрочности и долговечности объектов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности испытаний, после разрушения элементов испытуемой партии испытаниям подвергают новую партию элементов, а в качестве испытательных нагрузок задают только случайное вибрационное воздействие, ступенчато повышая его уровень до достижения времени наработки до разрушения элементов партий, равного соответствующему значению времени при одновременном воздействии случайного вибрационного и статического нагружения, измеряют при этом максимальное превышение уровня случайного вибрационного нагружения по сравнению с заданным уровнем эксплуатационного нагружения, затем, используя величину соотношения уровней случайного вибрационного нагружения при имевших место испытаниях обеих партий элементов объекта, находят режим испытаний объекта авиационного ракетного вооружения в сборе на воздействие случайной вибрации, после чего объект в сборе подвергают испытаниям на найденный режим случайной вибрации.