Вибрация и удар

Испытания на вибрацию и удар показывают, выдерживает ли изделие механические динамические нагрузки. Эти два явления различны: вибрация — непрерывная повторяющаяся нагрузка, а удар — однократное мгновенное воздействие с высоким ускорением. Они создают разные виды отказов и требуются отдельно.

Отказ, вызванный вибрацией, — это УСТАЛОСТЬ: трескается паяное соединение, истирается оболочка кабеля, ослабевает винт, разъём теряет контакт. Отказ, вызванный ударом, — это РАЗРУШЕНИЕ: разбивается хрупкий компонент, ломается кронштейн, плата выходит из держателя. Поэтому испытание изделия на вибрацию не показывает, что оно выдержит и удар.

Вибрация применяется в трёх формах, каждая из которых даёт разную информацию. Синусоидальная вибрация сканирует одну частоту; используется для поиска резонансных частот изделия и очень ценна на этапе проектирования. Случайная вибрация представляет широкополосный характер реальной среды и предпочтительна как доказательство долговечности. Профили «синус на случайную» и «случайная на случайную» вместе моделируют широкополосный шум, накладывающийся на доминирующие частоты двигателей и роторов — это необходимо в применениях для вертолётов и турбовинтовых самолётов.

РЕЗОНАНС — центральное понятие этой области. У каждой конструкции есть собственные частоты; когда частота возбуждения приближается к одной из них, амплитуда растёт, и изделие подвергается ускорению, во много раз превышающему входной уровень. Поэтому перед испытанием проводится поиск резонансов, а конструктивное изменение часто заключается в сдвиге резонанса, а не в снижении уровня.

В этом семействе ОСНАСТКА (fixture) является частью результата, и это наиболее часто упускаемый момент. То, как образец крепится к вибростенду, напрямую изменяет передаваемую энергию и резонансное поведение. Плохо спроектированная оснастка вносит собственные резонансы и создаёт нагрузку, которой изделие иначе не подвергалось бы, либо, наоборот, демпфирует реальную нагрузку и защищает изделие. Результаты, полученные с разной оснасткой, несопоставимы.

Выбор точки измерения также определяет результат. Контрольный акселерометр размещается на оснастке, а контрольные акселерометры — в критических точках изделия; отчёт должен документировать эти положения. Ускорения, измеренные в разных точках в одном испытании, могут заметно различаться.

Профили делятся по области применения: транспортная вибрация (упаковка и перевозка), вибрация транспортных средств (по месту установки), железнодорожная (категории EN 61373), авиационная (разделы DO-160), военная (методы MIL-STD-810) и транспортировка батарей (UN 38.3 T3). Одно и то же изделие проходит разные профили в разных программах.