Рис. 6.3. Структурная схема испытаний методом широкополосной

Задающий генератор; 2 — усилитель мощности; 3 — вибростенд; 4— испытываемое изделие; 5— вибродатчик; 6 — виброизмерительная аппаратура

При испытаниях на виброустойчивость время выдержки испытательного режима не менее 5 мин, а при испытаниях на вибропрочность — 8 ч.

Изделия электрооборудования массой более 12 кг, или имеющие размеры, превышающие более чем на 15 мм размеры стола стенда испытывают на вибропрочность отдельными блоками при увеличении значения вибрационного ускорения на 5g в том же диапазоне частот.

Испытания методом «качающейся» частоты вибрации выполняют плавным изменением частоты в заданном диапазоне от нижней до верхней границы и обратно при постоянных ускорении и амплитуде вибрации в течение определенного времени (рис. 6.2).

С помощью блока качения частоты задают частоту генератора звуковой частоты 6, а автоматический регулятор уровня вибрации изменяет выходное напряжение генератора, т. е. мощность колебаний на выходе усилителя мощности 2, подводимых к подвижной катушке электродинамического вибратора. Эта вибрация измеряется вибродатчиком 5, и через обратную связь виброизмерительной аппаратуры 6 осуществляется автоматическая компенсация колебаний частотной характеристики, ускорения и амплитуды. Глубина регулировки регулятора уровня вибрации для обеспечения равномерной амплитудно-частотной характеристики вибратора составляет несколько десятков децибел.

Закон изменения частоты вибрации во времени обычно принимают экспоненциальным. Частота вибрации в момент времени t, Гц, измеряется по формуле

f_В=f₁e^kt

где f₁ — наименьшая частота испытательного диапазона (50 Гц); k — показатель степени, характеризующий скорость качения.

Рис. 6.2. Структурная схема испытаний методом качающейся частоты:

Задающий генератор с блоком качения частоты (БКЧ) и автоматическим регулятором уровня (АРУ) ускорения вибрации; 2 — усилитель мощности; 3 — вибростенд; 4 — испытываемое изделие; 5 — вибродатчик; 6 — виброизмерительная аппаратура, имеющая обратную связь с АРУ

Скорость изменения частоты вибрации выбирают такой, чтобы время изменения частоты в резонансной полосе частот tΔƒ было не меньше времени нарастания амплитуды вибрации изделия при резонансе до установившегося значения t_нар и времени окончательного установления подвижной части измерительного или регистрирующего прибора t_у:

(6.2)

зная, что

где fо — резонансная частота, Гц; Q — добротность изделия; k1 — коэффициент, учитывающий увеличение времени нарастания амплитуды вибрации изделия до установившегося значения из-за отклонений амплитуды от линейного закона (k = 2...3).

Значения f0 и Q измеряют или определяют, используя значения аналогов изделий. Для уменьшения времени испытаний, что экономически очень выгодно, скорость качения выбирают не более двух октав в 1 мин.

Скорость качения, окт/мин,

(6.4)

где tΔƒ выбирают из условий (6.2) и (6.3).

Если вычисленная по формуле (6.4) скорость качения больше 2 окт/мин, то её выбирают равной 2 окт/мин, а если — меньше, то её округляют до 1 окт/мин.

При эксплуатации автомобилей и тракторов на изделия АТЭ и АЭ воздействуют не одночастотные синусоидальные колебания, а колебания со сложным спектром частот. Поэтому на стадии разработки изделия проводят испытания на воздействие широкополосной случайной вибрации (рис. 6.3). В таких испытаниях одновременно возбуждаются все резонансы испытываемого изделия с учётом их взаимного влияния так же, как в реальных условиях эксплуатации. В качестве сигнала для задающего генератора используется сигнал белого шума, который поступает через узкополосные фильтры фиксированных частот, настраиваемые для получения заданной характеристики спектральной плотности ускорений рабочего стола вибростенда с учётом его частотных характеристик, а также приспособления для крепления изделия. Программа таких испытаний задается аналогично графику (рис. 6.4).

Однако метод испытаний широкополосной случайной вибрации можно осуществить только с использованием сложного и дорогостоящего оборудования.