Ensayos de vibración y validación

Виброиспытания

Вибрационные испытания моделируют напряжение и износ изделия за весь срок его службы в коротком временном периоде и позволяют обнаруживать скрытые дефекты его конструкции.

Мы хотим быть уверенными в том, что наши изделия выдерживают удары и напряжение на протяжении всего срока их службы. Например,

  • мобильный телефон должен успешно переносить тряску в рюкзаке и несколько падений на пол. Если он не выдерживает повседневную эксплуатацию, то производитель несет большие расходы на его гарантийный ремонт, репутация бренда попадает под угрозу, а покупатели задумываются о приобретении телефона другой марки.

  • Спутник должен выдерживать мощные вибрации при выходе в космос — в противном случае инвестиции в его разработку и конструирование оказываются под угрозой.

Для того, чтобы покупатели имели дело с исправными и полнофункциональными изделиями, важно, чтобы они выдерживали транспортировку от упаковочного цеха завода до адресата.

Разработчики должны заботиться о способности своих изделий не только выдерживать кратковременные воздействия физических сил, но и сохранять присущие их марке надежность и качество в течение длительного времени. Соответствие изделия требованиям проверяется с помощью многочисленных имитаций при его разработке, однако этого недостаточно: необходимо проверять результаты имитации и демонстрировать прочность изделия покупателям с помощью физических испытаний прототипа и готового изделия.

Проверка надежности продукта

Благодаря вибрационным испытаниям производители могут создавать качественные, надежные и прочные готовые изделия и их компоненты. При проведении вибрационных испытаний в конструкциях изделий обнаруживаются слабые места, которые могли бы проявиться только при их транспортировке, развертывании и эксплуатации (например, при ударе защитного кожуха об землю). Некоторые из этих испытаний, например, испытания на жужжание, скрип и дребезжание или испытания внутренней отделки салона, также позволяют обнаруживать усиление нежелательного шума. В ходе виброиспытаний на воздействие окружающей среды (таких как ускоренные испытания на долговечность и ускоренные отбраковочные испытания) необходимо использовать климатические камеры для учета растягивающего напряжения при моментальном нагреве и охлаждении. Как правило, таким испытаниям подвергаются промышленные и электронные компоненты и изделия, а также медицинское и военное оборудование.

Профили вибрационных испытаний

Как создаются профили вибрационных испытаний? Клиенты, конечные пользователи и производители, которые интегрируют компонент в узел, часто самостоятельно определяют характеристики и процедуры проведения вибрационных испытаний. Как правило, они принимают решения на основе опыта и знаний о том, какие конструкции эффективны, а какие — нет. Вибрационное испытание обеспечивает четко структурированный подход к определению видов поломок и дефектов, вызываемых вибрацией.

Проведение испытаний в соответствии со стандартами

Многочисленные профили виброиспытаний определены в стандартах, которые разрабатываются на протяжении многих лет. Количество этих стандартов велико, и многие из них применимы к конкретным приложениям и изделиям — например, DIN, ISO, BS, MIL, IEC и ASTM. Проведение испытаний в соответствии со стандартами особенно часто практикуется в аэрокосмической и оборонной отраслях. К таким стандартам относятся MIL-STD-810, NATO STANAGs и AS/EN9100.

Vibration testing for durability, quality assurance and troubleshooting

Выбор системы

Ваша система должна подходить для проведения испытаний: принимать необходимые типы вибраций и выдерживать силы, возникающие при испытаниях конкретных полезных нагрузок. Важнее всего, чтобы система самостоятельно следила за уровнями вибрации, поскольку испытываемый объект не должен подвергаться избыточному напряжению.

Существует множество способов настроить систему в соответствии с требованиями к проведению испытаний. В настоящем документе перечислены распространенные виды вибрационных испытаний и наши рекомендации по системам для их проведения. Существует множество альтернативных способов настройки систем для проведения конкретных видов испытаний; если представленные рекомендации не удовлетворяют вашим требованиям, то изучите раздел, посвященный системам для вибрационных испытаний, или свяжитесь с нами для получения консультации.

Испытание на долговечность позволяет производителям оценивать срок эксплуатации изделий и их компонентов в нормальных условиях. Для проверки годности изделий к эксплуатации в течение срока службы их компоненты, узлы, а также готовые изделия подвергаются вибрации, имитирующей реальные условия эксплуатации. В ходе испытаний на долговечность проверяется соответствие изделий конкретным стандартам, которые часто создаются производителями комплектного оборудования и крупнейшими поставщиками, либо изделия разрушаются вибрацией.

Поскольку испытания на долговечность часто проводятся многократно, следует упрощать их подготовку, проведение и завершение. Для этого можно хранить профили испытаний в программном обеспечении контроллера и многократно использовать их.

Предлагаемое решение

Durability testing system overview

Типичная система для проведения испытаний на долговечность включает в себя вибратор с выталкивающим усилием средней величины и воздушным охлаждением, который можно использовать в вертикальном и горизонтальном положении (например, комбинированное устройство V875-440). Этот многофункциональный вибратор рассчитан на полезные нагрузки до 600 кг (1323 фунта), включая автомобильные и авиакосмические узлы и подузлы; его можно заменять для работы с другими полезными нагрузками.

> LDS V875 - вибростенд со средним усилием

> Усилитель мощности 8 - 56 kVA LDS SPA-K

> Вибрационный контроллер LDS COMET USB

> 3-х осевой CCLD Акселерометр с TEDS тип 4535-B

Для проверки устойчивости изделий, компонентов и подсистем к падениям, наведенным ударам и пироударам они подвергаются испытаниям на гидравлический удар, испытаниям на падение и/или динамическим испытаниям. При испытаниях на удар полезные нагрузки, (например, телеприемники, автомобильные детали или бытовые приборы) приводятся в резкое кратковременное движение с ускорением 100 g или скоростью 11 м/с, которое имитирует попадание автомобиля в выбоину или падение телевизора при транспортировке.

Производители автомобильного, военного и коммерческого оборудования используют стандарты испытаний на удар. Стандарт SAE J1455 описывает испытания на удар и падение для транспортных средств и компонентов, стандарты IEC 60068-2-27, IEC 60068-2-29 и IEC 60068-2-31 — классические испытания на удар и падение для коммерческих изделий, а стандарт MIL-STD-810 — классические испытания на удар и анализ спектра ударного отклика для систем военного назначения. Хранение стандартных профилей испытаний в программном обеспечении контроллера дает возможность многократно использовать их.

Предлагаемое решение

Shock and drop testing system overview

Для проведения испытаний на удар мы предлагаем систему на основе вибратора с выталкивающим усилием средней величины и воздушным охлаждением, который имеет наилучшие характеристики среди аналогов — перемещение 63,5 мм (2,5 дюйма) и максимальную скорость 1,8 м/с (70,9 дюймов/с). Удобный в использовании контроллер LASERUSB с программным обеспечением для проведения испытаний на удар быстро и точно записывает, анализирует и контролирует их данные. Для проведения расширенных испытаний на удар PULSE Reflex SRS вычисляет спектр ударного отклика с помощью посторонних акустических шумов в области времени. Это позволяет определять разрушающий потенциал посторонних акустических шумов.

> LDS V8 - вибростенд со средним усилием

> Усилитель мощности 8 - 56 kVA LDS SPA-K

> Вибрационный контроллер LDS COMET USB

> Программное обеспечение анализа на удар - тип 8730

> 3-х осевой CCLD Акселерометр с TEDS тип 4535-B

При испытаниях упаковки и транспортировочных испытаниях имитируется доставка изделия от упаковочного цеха завода до покупателя. Основная цель этих испытаний — проверить, что упаковка достаточно надежно защищает изделие и выдерживает напряжение при транспортировке. В ходе испытаний имитируются эффекты, возникающие при транспортировке изделий — например, поддона с упакованными в коробки телевизорами, стиральными машинами или ящиками с компонентами автомобилей или самолетов. Испытания также позволяют улучшать дизайн упаковки и оптимизировать использование упаковочного материала.

Предлагаемое решение

Package testing and transport vibration simulation system overview 

Для проведения испытаний упаковки рекомендуется использовать вибратор LDS V875-640 с магниевой расширительной головкой, контроллером LASERUSB и усилителем SPA-K.

> LDS V875 - вибростенд со средним усилием

> Усилитель мощности 8 - 56 kVA LDS SPA-K

> Вибрационный контроллер LDS COMET USB

> Программное обеспечение анализа на удар - тип 8730

> 3-х осевой CCLD Акселерометр с TEDS тип 4535-B

При отбраковочных климатических испытаниях (которые также часто называют термостатируемыми или вибротермическими) изделия подвергаются воздействию высоких и низких температур либо их периодическому колебанию одновременно с вибрацией. Так выполняется проверка того, что сочетание термических и вибрационных напряжений не приводит к отказу изделия. Эти испытания проверяют надежность изделия при эксплуатации в экстремальных условиях — в пустыне, горячем производственном цеху или при очень холодной погоде. К отбраковочным климатическим испытаниям относятся ускоренные испытания на долговечность и ускоренные отбраковочные испытания. Отбраковочные климатические испытания применяются к изделиям и компонентам военного назначения, которые часто эксплуатируются при экстремальных температурах, а также к промышленным изделиям, таким как компоненты двигателей и салонов автомобилей. Испытания военных изделий проходят при температурах от –55 °C до +125 °C, а промышленных изделий — при температурах от –40 °C до +85 °C.

Предлагаемое решение

Environmental stress screening (ESS) system overview 

Для проведения экологических отбраковочных испытаний вибратор (например, V875 с термическим креплением и барьером) и полезная нагрузка помещаются в пустую климатическую камеру. В зависимости от типа испытаний вибратор располагается вертикально или горизонтально. Контроллер LASERUSB позволяет проводить испытания в соответствии с различными стандартами, в том числе MIL-STD-810 и DEF STAN 00-35.

> LDS V875 - вибростенд со средним усилием

> Усилитель мощности 8 - 56 kVA LDS SPA-K

> Вибрационный контроллер LDS COMET USB

> Расширительный стол и термальный барьер

> 3-х осевой CCLD Акселерометр с TEDS тип 4535-B

 

Спрос на качественные и надежные автомобили вынуждает автопроизводителей во всем мире тщательно испытывать автомобили на наличие раздражающих шумов. Благодаря испытаниям на жужжание, скрип и дребезжание компоненты и внутренняя отделка автомобилей обладают долговечностью, низким уровнем шума и обеспечивают комфорт пассажиров. Объектами испытаний являются компоненты и узлы автомобилей, в том числе панели инструментов, зеркала заднего вида и внутренняя отделка. Производители и крупные поставщики комплектного оборудования часто подвергают испытаниям самые большие узлы размером до 1/2 или 1/4 конструкции автомобиля.

Предлагаемое решение

Buzz, squeak and rattle system overview

В зависимости от испытываемой полезной нагрузки система для проведения испытаний может включать в себя вибратор V780 с настраиваемыми креплениями (например, для монтажа на приборную панель). Для тщательного поиска и проверки скрипа и дребезга, а также снижения их уровней необходимо использовать не только вибратор, но и технологии идентификации источников шума с помощью решеток и звукового инжиниринга.

> LDS 780 - вибростенд с низким усилием

> Усилитель мощности 5 kVA LDS HPA-K

> Вибрационный контроллер LDS COMET USB

> Акустическая решетка

> 3-х осевой CCLD Акселерометр с TEDS тип 4535-B

> Сферический бимформинг тип 8606 

При квалификационных и приемочных испытаниях проверяется пригодность конструкции оборудования для выполнения конкретной задачи – от сборки и транспортировки до запуска и эксплуатации.

Satellite-on-shaker-Image-courtesy-of-INPE

Поскольку параметры миссий спутников и пусковых устройств варьируются в широких пределах, параметры и конфигурации испытаний также могут существенно отличаться друг от друга. Например, стандартные процедуры механических квалификационных испытаний спутников обычно отличаются от стандартных процедур их приемки. Процедуры квалификационных испытаний более сложны и предназначены для оценки механических конструкций на более высоких уровнях технических моделей. Как правило, они включают в себя испытания на воздействие окружающей среды (в том числе вибрационные, ударные и акустические); в ходе испытаний полезные нагрузки разрушаются вибрацией либо их характеристики оцениваются, если испытания носят неразрушающий характер. Процедура приемочных испытаний относится к производственным испытаниям. Она выполняется над реальным летным образцом и показывает, что его конструктивные характеристики соответствуют требованиям.

Mechanical satellite qualification test system overview

В состав квалификационных испытаний входят:

  • Случайные вибрационные испытания и вибрационные испытания с синусоидальной разверткой, в ходе которых спутник подвергается воздействию большого вибратора LDS (например, V994) для обнаружения слабых мест и проверки отсутствия серьезных структурных динамических изменений

  • Испытания на удар для имитации и анализа (пиро-)ударов, которые могут возникать, например, при разделении и развертывании солнечных панелей.

Контроллер LASERUSB позволяет проводить испытания в соответствии с различными стандартами, такими как MIL-STD-810 и DEF STAN 00-35.

>  LDSV994 - вибростенд с высоким усилием

>  Усилитель мощности 70 - 280 kVA LDS DPA-K

> Вибрационный контроллер

> 3-х осевой CCLD Акселерометр с TEDS тип 4535-B 

Заполните форму обратной связи, и мы обязательно свяжемся с Вами в ближайшее время. Если у Вас технический вопрос, пожалуйста используйте форму для запроса тех. поддержки.