ГОСТ Р 57209-2016 Вибрация. Руководство по выбору вибростендов. Оборудование для определения динамических свойств конструкций

     6 Рекомендации по выбору

6.1 Общие положения

Выбор испытательного оборудования определяется, в первую очередь, его функциональными возможностями и практичностью применения в конкретных условиях испытаний, включая требования к размерам, условиям установки, доступу к точкам возбуждения и пр. Кроме того, оборудование должно обеспечить требуемую точность оценки частотной характеристики испытуемого объекта. Это означает, что оно должно обладать способностью воспроизводить вибрацию достаточного уровня в пределах установленных допусков (по направлению возбуждения, по частотному составу) в диапазоне частот испытаний.

Минимально необходимый уровень возбуждения определяется, в свою очередь, фоновой вибрацией испытуемой конструкции и шумами в измерительной цепи. Возбуждаемая вибрация должна значительно превышать фоновую вибрацию в каждой точке измерений на каждой частоте испытаний, а электрический сигнал с датчика вибрации должен значительно превышать уровень собственных помех измерительного канала.

Если вибровозбудитель способен развивать постоянную силу во всем диапазоне частот испытаний, то требуемая сила будет зависеть от механического импеданса возбуждаемой конструкции и минимально необходимой скорости в диапазоне частот испытаний [см. формулу (1)].

6.2 Процедура выбора

6.2.1 Определяют измерительную задачу (испытуемый объект, какие частотные характеристики и в каком диапазоне частот должны быть получены).

6.2.2 Собирают данные об объекте испытаний и условиях проведения испытаний, включая:

- тип испытуемого объекта (рамная конструкция, машина, виброизолятор, фундамент и т.д.);

- размеры и массу испытуемого объекта;

- условия испытаний (полевые или в лаборатории, доступ к точкам возбуждения и измерения вибрации, возможные способы установки вибровозбудителя и его согласования с испытуемым объектом и т.д.);

- уровень фоновой вибрации.

6.2.3 Оценивают и устанавливают ограничения на такие факторы, как направленность возбуждения, поперечные колебания, коэффициент искажений и т.п., которые могут повлиять на результат испытаний.

Примечание - Влияние некоторых факторов можно уменьшить за счет повторных измерений с последующим усреднением. Например, если в технических условиях установлено, что удары молотком по конструкции наносят несколько раз, то этим можно добиться направленности возбуждения в пределах ±5° от заданного направления. При соблюдении такого ограничения вносимая данным фактором погрешность в результат измерения модуля механического импеданса не превысит 1%.

6.2.4 Зная уровень фоновой вибрации, рассчитывают минимально необходимые среднеквадратичные значения ускорения , скорости или перемещения , которые должен будет обеспечить выбранный вибровозбудитель.

Примечание 1 - Обычно вибрация, создаваемая вибровозбудителем, должна в пять-десять раз превышать фоновую вибрацию во всем диапазоне частот испытаний.

Примечание 2 - Если ускорение фоновой вибрации равномерно распределено во всем диапазоне частот испытаний, то минимально необходимые среднеквадратичные значения скорости и перемещения достигнут своего максимума на нижней границе этого диапазона.

Примечание 3 - Высокий уровень ускорения фоновой вибрации, равномерно распределенной по всему диапазону частот испытаний, не позволяет использовать вибровозбудители, не способные создать значительных перемещений на низких частотах (например, пьезоэлектрического типа).

6.2.5 С помощью физического моделирования, испытаний на прототипах, справочных данных и т.п. получают предварительную грубую оценку механического импеданса конструкции в диапазоне частот испытаний. Рекомендации по получению оценки для конструкций некоторых видов приведены в приложении А.

6.2.6 Оценивают вибрационную силу по формуле

,                                   (1)

где - минимальное среднеквадратичное значение скорости, которую должен обеспечить вибровозбудитель на частоте возбуждения f.

- механический импеданс испытуемой конструкции, входной или переходный в зависимости от целей испытаний;

- частота возбуждения.

Находят частоту возбуждения , на которой достигает своего максимума , т.е. .

Если для возбуждения конструкции одновременно используют несколько вибровозбудителей, тогда в совокупности они должны развить ту же силу , что рассчитана по формуле (1), т.е.

,                                   (2)