ГОСТ 31368.4-2008 (ИСО 10846-4:2003) Вибрация. Измерения виброакустических передаточных характеристик упругих элементов конструкций в лабораторных условиях. Часть 4. Динамическая жесткость неопорных упругих элементов конструкции для поступательной вибрации

     5 Испытательная установка

5.1 Общие положения

На рисунках 2-8 изображены установки для испытаний неопорных упругих элементов конструкций. Они включают в себя как установки для испытаний единичного образца упругого элемента, так и установки, в которых реализована симметричная (дифференциальная) схема выполнения измерений. В последнем случае испытанию подвергают сразу два упругих элемента одного вида с одинаковыми номинальными характеристиками.

Примечание - Приведенные на рисунках 2-8 схемы не исчерпывают всего многообразия возможных конструкций испытательных установок, поэтому их не следует использовать как основание для наложения ограничений на конструктивные решения. Их назначение - служить примерами того, каким образом могут быть реализованы требования, установленные настоящим стандартом (см. раздел 6).

Для реализации измерений в соответствии с настоящим стандартом испытательная установка должна включать в себя блоки, описанные в 5.3. Другие требования к испытательным установкам определены в 5.4 и 5.5.

5.2 Локальные системы координат

Направления нормалей к фланцам (фиксирующим устройствам) на входе и выходе упругого элемента, испытуемого в соответствии с настоящим стандартом, могут не совпадать друг с другом (см. рисунки 7 и 8). У упругих элементов со сложной пространственной конфигурацией эти направления могут даже не лежать в одной плоскости. Поэтому для каждой испытательной схемы согласно рисунку 9 вводят локальные системы декартовых координат, в которых определяют силы, моменты сил, поступательные и угловые перемещения. Положительное направление оси совпадает с направлением нормали к фланцу и обращено вовне от испытуемого объекта. Если испытуемый объект имеет "плоскую" форму, направление оси как на входной, так и на выходной стороне должно быть перпендикулярным к этой плоскости. Для объектов более сложной формы направления осей и устанавливает пользователь настоящего стандарта в соответствии с назначением и условием применения упругого элемента конструкции. Таким образом, определение переходных динамических жесткостей кабелей и гибких рукавов зависит от формы этих элементов и от конструкции испытательной установки.

Применяют следующие обозначения переходных динамических жесткостей:

; ; ;

; ; ;

; ; ,

где подстрочные индексы , , соответствуют осям локальной системы координат в точке определения затормаживающей силы на выходе испытуемого объекта, а подстрочные индексы , , - осям локальной системы координат для перемещений на входе испытуемого объекта.

В ряде случаев система обозначений может быть упрощена. Так, для испытуемого объекта, обладающего осевой симметрией (подобного изображенному на рисунке 2), достаточно определить две переходные жесткости: , *.

_______________

* Соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

5.3 Элементы испытательной установки

5.3.1 Испытуемый объект

Испытуемый объект закрепляют на испытательной установке способом, применяемым при установке упругого элемента в конструкции при ее эксплуатации. Это относится также к создаваемой постоянной статической нагрузке и применяемым устройствам крепления на входной и выходной сторонах объекта. Вспомогательные приспособления рассматривают как часть испытуемого объекта (см. 3.3).

Примечание - Упругие элементы, характеризующиеся существенно нелинейной нагрузочной кривой (графиком зависимости смещения от статической нагрузки), демонстрируют сильную зависимость отклика от приложенной статической нагрузки также и в динамическом режиме. Однако в данном случае, в отличие от упругих опор, на которые распространяется ГОСТ 31368.3, статическую нагрузку создают, преимущественно, не гравитацией. Например, на рисунке 3 b) показана установка для испытания упругих муфт, где предварительная статическая нагрузка создана моментом сил.

5.3.2 Устройства измерения силы

Измерения силы используют в прямом методе измерений. Силу измеряют на выходной стороне упругого элемента с помощью одного или нескольких датчиков силы.

Для создания условий правильного приложения затормаживающей силы может потребоваться специальная плита, размещаемая между испытуемым объектом и датчиками силы (см. рисунок 8).

Примечание - Эта плита служит не только для распределения нагрузки, но и обеспечивает высокую жесткость поверхности в месте установки датчиков вибрации, а также способствует тому, что выходной фланец (фиксирующее устройство) колеблется как единое целое.

5.3.3 Нагружающая масса на выходной стороне

Нагружающую массу используют при косвенном методе измерений. Одно из ее назначений состоит в том, чтобы дать возможность оценить затормаживающую силу по результатам измерения ускорения, с которым движется эта масса. Другое - обеспечить равномерное пространственное распределение вибрации выходного фланца испытуемого объекта во всем диапазоне частот измерений.

5.3.4 Устройства измерения ускорения

Акселерометры устанавливают на входной и выходной сторонах испытуемого объекта, а также на фундаменте испытательной установки. Если точки посередине этих поверхностей недоступны для измерений, то для измерения ускорения каждой из этих поверхностей используют по два или более симметрично расположенных акселерометра, сигналы которых затем усредняют.

В косвенном методе измерений оси акселерометров, используемых для измерений поперечной вибрации нагружающей массы в направлениях и , должны проходить через центр масс тела, состоящего из нагружающей массы и выходного фланца испытуемого объекта (см. рисунок 10).

Допускается использовать вместо акселерометров датчики перемещения или скорости при условии выполнения требований к диапазону частот измерений.

5.3.5 Система возбуждения вибрации