ГОСТ Р 53189-2008
(МЭК 60068-2-80:2005)

Группа Т34

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий

ИСПЫТАНИЯ НА ВИБРАЦИЮ С ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕМ ВОЗДЕЙСТВИЙ НЕСКОЛЬКИХ ТИПОВ

Environmental dynamic test methods for machines, instruments and other technical articles. Mixed mode vibration tests

ОКС 19.040

        29.020

Дата введения 2010-01-01

     

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (ОАО "НИЦ КД") на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 183 "Вибрация и удар"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 18 декабря 2008 г. N 640-ст

4 Настоящий стандарт модифицирован по отношению к международному стандарту МЭК 60068-2-80:2005 "Испытания на воздействие внешних факторов. Часть 2-80. Испытания. Испытание Fi. Вибрация, сочетающая воздействия разных типов" (IEC 60068-2-80:2005 "Environmental testing - Part 2-80: Tests - Test Fi: Vibration - Mixed mode") путем внесения технических отклонений, объяснение которых приведено во введении к настоящему стандарту.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (пункт 3.5)

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

     Введение

Настоящий стандарт устанавливает метод испытаний на вибропрочность и виброустойчивость машин и оборудования всех видов, которые в процессе эксплуатации подвержены воздействию широкополосной вибрации сложной формы.

Метод испытаний предусматривает использование цифровых систем управления для воспроизведения широкополосной случайной вибрации в сочетании с гармонической и (или) узкополосной случайной вибрацией. Для реализации данного метода используют, преимущественно, вибростенды электродинамического или гидравлического типа.

Результаты вибрационных испытаний зависят от квалификации проводящего их персонала, о чем должны быть осведомлены и заказчик, и исполнитель испытаний. При составлении методики испытаний в качестве воспроизводимого возбуждения следует указывать вибрационные воздействия тех видов, которые соответствуют реальным условиям применения изделия.

По сравнению с международным стандартом МЭК 60068-2-80:2005 настоящий стандарт дополнен ссылками, выделенными курсивом и указывающими его место в комплексе стандартов ГОСТ 30630, объединенных общим групповым заголовком "Методы испытаний на стойкость к внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий".

     1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на машины, приборы и другие технические изделия всех видов (далее - изделия) и устанавливает требования к испытаниям по проверке их способности противостоять воздействию широкополосной вибрации сложной формы.

Целью испытаний является подтверждение способности изделия выдерживать вибрационные воздействия, установленные стандартами или техническими условиями на продукцию (далее - нормативные документы), без существенных повреждений (испытания на вибропрочность) и ухудшений его эксплуатационных характеристик (испытания на виброустойчивость). При этом рекомендуется при задании воспроизводимой вибрации использовать данные измерений, проведенных в реальных условиях применения изделия.

Испытания, проводимые в соответствии с настоящим стандартом, позволяют обнаружить усталостные повреждения, являющиеся следствием воздействия широкополосной вибрации сложной формы, для оценки пригодности изделия. Кроме того, настоящий стандарт может быть использован в целях демонстрации механической прочности конструкции изделия.

Настоящий стандарт предназначен для применения при проведении испытаний образцов изделий, которые в процессе транспортировки или эксплуатации (например, на воздушном судне или космическом корабле) могут быть подвержены воздействию вибрации случайного характера в сочетании с другими видами случайных или детерминированных воздействий, а также при испытаниях изделий в транспортировочном контейнере, если последний можно рассматривать как составную часть изделия.

Настоящий стандарт применяют совместно с ГОСТ 30630.0.0, в котором установлены общие требования к проведению испытаний на воздействие внешних факторов.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 24346-80 Вибрация. Термины и определения (ИСО 2041:1990 "Вибрация и удар. Термины и определения", NEQ)

ГОСТ 30630.0.0-99 Методы испытаний на стойкость к внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Общие требования

ГОСТ 30630.1.1-99 Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Определение динамических характеристик конструкции

ГОСТ 30630.1.2-99 Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на воздействие вибрации (МЭК 60068-2-6:1995 "Испытания на воздействие внешних факторов. Часть 2-6. Испытания. Испытание Fc. Вибрация (гармоническая)" , NEQ)

ГОСТ 30630.1.9-2002 (МЭК 60068-2-64:1993) Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на воздействие случайной широкополосной вибрации с использованием цифровой системы управления испытаниями (МЭК 60068-2-64:1993 "Испытания на воздействие внешних факторов. Часть 2-64: Методы испытаний. Испытание Fh. Широкополосная случайная вибрация (с цифровым управлением) и руководство", MOD)

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 24346 и ГОСТ 30630.0.0, а также следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 поперечная вибрация (cross axis motion): Вибрация, действующая в направлении, отличном от заданного (определяемая обычно в плоскости, перпендикулярной к заданному направлению движения).

3.2 действующая вибрация (actual motion): Вибрация, характеризуемая сигналом с датчика, установленного в контрольной точке.

3.3 точка крепления (fixing point): Часть образца, находящаяся в контакте с крепежным приспособлением или вибростолом в том месте, где изделие обычно закрепляют при эксплуатации.

Примечание - Если в испытаниях для установки образца используют устройство, применяемое на месте эксплуатации изделия, то точку крепления определяют на этом устройстве, а не на образце.

3.4 управление (control)

3.4.1 одноточечное управление (single point control): Управление по сигналу с датчика вибрации, установленного в контрольной точке, для поддержания вибрации в этой точке на заданном уровне.

3.4.2 многоточечное управление (multipoint control): Управление по нескольким сигналам, усредняемым аналоговым или другим подходящим способом (см. 3.9), с датчиков вибрации, установленных в проверочных точках.

3.5 стандартизованное ускорение свободного падения (standard acceleration due to gravity) : Ускорение свободного падения, которое, применительно к настоящему стандарту, округлено до ближайшего целого числа, т.е. 10 м/с.

3.6 точки измерений (measuring points): Специально выбранные точки, в которых проводят сбор данных при проведении испытаний.

3.6.1 проверочная точка (check point): Точка на крепежном приспособлении, на вибростоле или на образце, расположенная как можно ближе к одной из точек крепления и соединенная с ней жесткой связью.

Примечания

1 С целью убедиться в точном соблюдении требований испытаний используют несколько проверочных точек.

2 Если число точек крепления не более четырех, каждую из этих точек следует использовать в качестве проверочной. Если число точек крепления более четырех, в соответствующем нормативном документе должны быть определены четыре наиболее представительные точки, которые будут использованы в качестве проверочных.

3 В особых случаях, например для больших образцов или образцов сложной формы, когда проверочные точки не могут находиться вблизи точек крепления, положение проверочных точек должно быть определено соответствующим нормативным документом.

4 При испытании большого числа образцов небольших размеров, установленных с помощью одного крепежного приспособления, или при испытании образца небольшого размера, имеющего несколько точек крепления, управление может осуществляться по сигналу с датчика, установленного в одной проверочной (она же контрольная) точке. При этом сигнал управления будет в большей степени характеризовать вибрацию крепежного приспособления, а не образца в точках крепления. Это допустимо только в том случае, если частота низшего резонанса нагруженного крепежного приспособления значительно превышает верхнюю границу диапазона частот испытаний.

3.6.2 контрольная точка (reference point): Одна из проверочных точек, сигнал с которой используют для управления режимом испытаний таким образом, чтобы удовлетворить требованиям настоящего стандарта.

3.6.3 воображаемая контрольная точка (fictitious reference point): Условная точка, которой приписан некоторый сигнал, сформированный по сигналам вибрации в проверочных точках и используемый для управления режимом испытаний таким образом, чтобы удовлетворить требованиям настоящего стандарта.

3.6.4 точки измерения отклика (response points): Точки на образце, в которых проводят сбор данных для исследования частотной характеристики образца.

Примечание - Эти точки не совпадают с проверочными или контрольными точками.

3.7 предпочтительные направления воздействия вибрации (preferred testing axes): Три взаимно ортогональных направления, выбираемых таким образом, чтобы при воздействии вибрации в этих направлениях вероятность повреждения образца была максимальной.

3.8 частота выборки (sampling frequency): Число выборочных значений сигнала в единицу времени (секунду) при записи или представлении сигнала в цифровом виде.

3.9 стратегии многоточечного управления (multipoint control strategies): Методы формирования сигнала управления в частотной области при многоточечном управлении (см. также 3.4.2).

3.9.1 управление по среднему значению (averaging strategy): Способ определения сигнала управления путем усреднения для каждой частотной составляющей по всем проверочным точкам.

3.9.2 управление по экстремальному значению (extremal strategy): Способ определения сигнала управления путем выбора экстремального значения контролируемого параметра для каждой частотной составляющей по всем проверочным точкам.

3.10 MAX/SUM: Способ задания спектральной плотности ускорения (см. 3.14) для узкополосной случайной вибрации, воспроизводимой в условиях испытаний на фоне широкополосной случайной вибрации.

Примечание - МАХ означает, что спектральная плотность ускорения воспроизводимого сигнала представляет собой огибающую наложенных друг на друга спектральных плотностей ускорения широкополосного и узкополосного случайных сигналов; SUM означает, что спектральная плотность ускорения воспроизводимого сигнала представляет собой сумму спектральных плотностей ускорения широкополосного и узкополосного случайных сигналов.

3.11 пик-фактор (crest factor): Отношение пикового значения к среднеквадратичному значению сигнала.

3.12 стратегия суперпозиции (super positional strategy): Стратегия, определяющая метод расчета спектральной плотности ускорения воспроизводимой вибрации для каждой частотной составляющей по заданному гармоническому сигналу и спектральной плотности ускорения случайного сигнала.

3.13 ширина пика на уровне минус 3 дБ (-3 dB bandwidth): Ширина полосы частот между двумя точками частотной характеристики, расположенными на уровне 0,708 ее максимального значения, в предположении, что частотная характеристика в данной полосе частот описывает пик одиночного резонанса.

3.14 спектральная плотность ускорения (acceleration spectral density); СПУ: Функция частоты, определяемая как предельное отношение среднего квадрата значения сигнала ускорения после его прохождения через узкополосный фильтр, среднегеометрическая частота которого совпадает с заданной, к ширине полосы фильтра при стремлении ширины полосы к нулю, а времени усреднения - к бесконечности.

3.15 смещение (bias error): Систематическая погрешность оценки спектральной плотности ускорения случайного сигнала или амплитуды гармонического сигнала.

Примечание - Для случайного сигнала смещение обусловлено конечным разрешением сигнала по частоте, которое присуще используемому методу обработки, а для гармонического сигнала (в смеси со случайным шумом) - конечностью интервала усреднения.

3.16 спектральная плотность ускорения сигнала управления (control acceleration spectral density): Спектральная плотность ускорения сигнала, измеренного в контрольной точке (реальной или воображаемой).

3.17 цепь системы управления (control system loop): Электронный тракт, позволяющий выполнять совокупность следующих операций:

- оцифровку сигнала в контрольной точке;

- процедуру обработки сигнала;

- преобразование обработанного сигнала в аналоговую форму для подачи на усилитель мощности виброустановки [см. также раздел В.1 (приложение В)].

3.18 отсечка [клиппирование] задающего сигнала (drive signal clipping): Ограничение максимального значения задающего сигнала на уровне, определяемом значением пик-фактора.