Автоматические промышленные средства испытаний изделий на прочность и надежность при воздействии линейных ускорений

Осуществление вращательного движения с помощью центрифуг для воспроизведения линейных ускорений. Анализ влияния разных факторов на измерение. Методы испытаний изделий и статические характеристики приборов. Применение управляющих ЭВМ при испытаниях.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина

Кафедра автоматизации технологических процессов

Курсовой проект

по дисциплине «Методы и средства измерений, испытаний и контроля»

Тема: «Автоматические промышленные средства испытаний изделий на прочность и надежность при воздействии линейных ускорений»

Выполнил: Щипаков И.А.

Группа МП-09-6

Проверил: Салащенко В.А.

Москва 2012



Содержание

Введение

1. Классификация методов измерения, анализ влияния факторов на измерение

2. Неразрушающие методы и приборы

3. Нормативные документы

4. Методы испытаний

5. Статические характеристики приборов

6. Применение управляющих ЭВМ при испытаниях

7. Калибровка измерительного комплекса

Заключение

Список литературы



Введение

Современные машины, агрегаты и приборы эксплуатируются в сложных условиях, характеризуемых широким диапазоном режимов работы, температуры, давления, непрерывным ростом нагрузок. При создании современных изделий и материалов необходимо четко представлять основные факторы, воздействующие на них в процессе эксплуатации. Эти сведения необходимы при моделировании внешних воздействий как в процессе создания новых материалов и изделий, так и при оценке качества готовой продукции.

Виды воздействующих факторов и их значения в зависимости от условий эксплуатации материалов и изделий устанавливаются в стандартах и технических условиях, а для вновь создаваемой продукции - в технических заданиях на их разработку. К основным воздействующим факторам относят механические, климатические, биологические, специальные среды, ионизирующие и электромагнитные среды.

Механические воздействия представляют собой статические, вибрационные, ударные нагрузки, линейные ускорения и акустический шум. Они вызывают разрушение вследствие растяжения, сжатия, изгиба, кручения, среза, вдавливания и усталости материала изделий.

Изделия, предназначенные для функционирования в условиях воздействия механических нагрузок, должны быть прочными и устойчивыми при воздействии этих нагрузок.

Прочность к воздействию механических факторов - это способность изделий выполнять свои функции и сохранять свои параметры в пределах установленных норм после воздействия механических факторов.

Устойчивость к воздействию механических факторов - это способность изделий выполнять свои функции и сохранять свои параметры в пределах установленных норм во время воздействия механических факторов.

В данной курсовой работе рассмотрены методы проведения испытаний изделий на прочность и надежность при воздействии линейных ускорений.



1. Классификация методов измерения, анализ влияния факторов на измерение

Для воспроизведения линейных ускорений, действующих на различные изделия в условиях реальной эксплуатации, целесообразно при проведении лабораторных испытаний осуществлять вращательное движение с помощью центрифуг.

Целью лабораторных испытаний является проверка способности изделий выполнять свои функции в процессе воздействия линейных ускорений или выдерживать условия испытаний. Испытания могут также использоваться для оценки качества конструкции и структурной прочности элементов.

Точность поддержания ускорения существенно влияет на выбор конструкции и определяет точность изготовления отдельных узлов центрифуги. Точность поддержания ускорения зависит от ряда факторов и прежде всего от системы привода: привод может быть с переменной угловой скоростью и постоянной погрешностью поддержания ускорения или с переменной погрешностью, уменьшающейся при уменьшении угловой скорости.

На точность поддержания ускорения влияет также изменение напряжения и частоты сети.

Факторы, влияющие на измерение: изменение температуры окружающей среды, отклонение стола от горизонтальной плоскости, скорость нарастания ускорения, изменение ускорения по площади изделия, вибрация, возникающая в системе привода центрифуги, изменение длины плеча при изменении скорости центрифуги.

В процессе разгона центрифуги кроме центробежных сил, определяющих линейное ускорение, возникают силы инерции, сообщают объекту испытания касательные ускорения, которые отсутствуют в реальных условиях эксплуатации. Касательные ускорение, оказывающих дополнительные воздействия на исходные параметры исследуемых изделий, могут привести к искажению результатов испытания. Поэтому время разгона или торможения центрифуги должен соответствовать условию

или

где R - расстояние от оси вращения до точки (центра тяжести испытуемого изделия), см; а - линейное ускорение, g; n - частота вращения платформы центрифуги, мин^-1.

2. Неразрушающие методы и приборы

Измерения производятся различными методами: ультразвуковым, рентгенографическим, вихретоковым.

3. Нормативные документы

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

ГОСТ Р 51805-2001 Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на воздействие линейного ускорения

ГОСТ 28204-89Основные методы испытаний на воздействие внешних факторов. Часть 2. Испытания. Испытания Ga и руководство: Линейное ускорение

ГОСТ 21616-91 Тензорезисторы. Общие технические условия

Центрифуга Ц 1/150:

Код ОКП: 427190 - Приборы и средства автоматизации общепромышленного назначения. Машины и приборы для измерения механических величин. Машины и приборы для определения механических свойств материалов. Принадлежности, устройства и комплектующие изделия к машинам и приборам для/определения механически. Испытания металлов.

Код ОКП:42 7354Машины и приборы для измерения механических величин. Приборы для измерения деформации. Тензометры.

КодТН ВЭД: 8 421 19 200 0 - центрифуги, используемые в лабораториях.

4. Методы испытаний

Для различных изделий форма кривой временного значения изменения перегрузок различна. Законы перегрузок различаются по амплитуде, времени нарастания и другим характеристикам.

Особый интерес для разработчиков блоков и узлов аппаратуры представляют перегрузки, вызванные динамическими факторами.

Отличительной особенностью перегрузок является сравнительно большая длительность действия, измеряемая обычно от 1 с до нескольких десятков секунд. Однако формы импульсов разнообразны, что имеет существенное значение при выборе метода их имитации.

Особенность перегрузок группы I - быстрый фронт нарастания и спада перегрузки. Поэтому имитация законов изменения перегрузок этой группы на центрифугах представляет ряд сложностей.

Перегрузки группы II имеют вид «колоколобразного» импульса, время нарастания перегрузки и длительность всего процесса измеряются обычно десятками секунд. Максимальные значения перегрузки достигают нескольких сотен секунд.

Воспроизводить реальные кривые перегрузок группы II на обычных центрифугах невозможно, так как существующие установки предназначены для испытания изделий при постоянной угловой скорости центрифуги.

Специфические особенности кривых перегрузок (большое время их нарастания и незначительная максимальная амплитуда) позволяют рекомендовать для их воспроизведения центрифугу с регулируемой по определенному закону угловой скоростью, т. е. программную центрифугу.

Классификацию центрифуг можно проводить по следующим признакам:

* по назначению - для испытаний на линейные перегрузки (с фронтом нарастания перегрузки 0,001 - 0,1 с; с фронтом нарастания перегрузки свыше 0,1 с), для испытаний на комбинированное воздействие факторов окружающей среды;

* по типу привода - с электрическим приводом, с гидравлическим приводом, с комбинированным приводом;

* по развиваемому линейному ускорению условно различают следующие категории: «А» - до 250 м/с², «Б» - до 500 м/с², «В» - до 1000 м/с², «Г» - до 2000 м/с², «Д» - свыше 2000 м/с²;

* по конструкции - открытого и камерного типа, с неповоротным и поворотным столом, с ударными платформами: центрифуги с поворотными столами применяют в основном для имитации восходящего линейного участка синусоидального всплеска кривых перегрузок группы I; у центрифуг с поворотными и неповоротными столами может быть изменяющийся радиус вращения изделия;

* по грузоподъемности - малые (до 10 кг), средние (до 50 кг), тяжелые (до 100 кг) и сверхтяжелые (свыше 100 кг).

Основными параметрами, характеризующими центрифуги, являются следующие:

1) максимальное линейное ускорение;