ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СТАНДАРТОВ СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО знамени НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕТРОЛОГИИ ИМ. Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА (ВНИИМ)

МЕТОДИКА

АТТЕСТАЦИИ УДАРНЫХ ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

МИ 49-75

Мос<аа ИЗДАТЕЛ1.СВО СТАНДАРТОВ 1978

©Издательство стандартов, 1978

Ординаты максимума кривой измерять от нижней или от верхней линии осциллограммы, соответствующей наименьшему или наибольшему уровням образцового напряжения. Возможны четыре варианта изображения (см. черт. 5а, б, а иг). Для первых двух вариантов берутся отсчеты а, с, d (отсчет Ь принимается равным нулю). Для двух других вариантов берутся отсчеты 6. с, d (отсчет а принимается равным нулю). Отсчет кверху от линии осциллограммы считается положительным; книзу от нее — отрицательным;

б) произвести отсчеты по горизонтали для определения значений / и {.

Отрезок / измеряется, как показано на черт. 5а, б, в и г, на условном уровне ±0,1 пикового значения кривой. Градуировочный отрезок / измеряется по сопряженному калибровочному кадру в левой части осциллограммы. Отрезок } должен содержать не менее трех меток (черт. 6а).

Осциллограмма со пряж* иного калибровочного кадра:

t 1 Н н *

f _г

6

Черт. 6

в) время Т, соответствующее отрезку /, определяется умножением числа меток (или числа делений сетки) на длительность действительного периода метки в миллисекундах.

4.2.2. Действительный период меток Г/* определяется следующим образом:

а)    по осциллограмме напряжения сети (см. п. 4.1.3) находят отрезок /о, соответствующий п₀ периодам этого напряжения (см. черт. 4а). По картине меток периода Т_{ на этой же осциллограмме подсчитывают целое число n_t меток, занимающих отрезок f_u возможно близкий к /в. Период Т\ находят по формуле

Т ^    .    20;

М*

б)    по осциллограмме, снятой при той же скорости развертки, но с метками периода Т\, определить целое число ла меток, занимающих отрезок (а, возможно близкий к fi (см. черт. 46). Период Та находят по формуле

в) значения периодов 7*. . . , 7* и т. д. определяются аналогично предыдущему из соотношения

11

^я**/*-| '

Все периоды подсчитывают в миллисекундах.

4.2.3.    Все отсчеты по пя. 5.2.1 и 5.2.2. производить при одинаковом увеличении и выражать в одинаковых единицах.

4.2.4.    Высота падения Н (в мм) в установках со свободным падением платформы, определяется как разность максимальной высоты падения п₀ и суммарной толщины прокладок (например, типов СУ-1 и SPS-80). Для остальных тлпоп установок значение Н принимается равным нулю.

Значение коэффициента преобразования акселерометра 5 в мВ-с*/м (для пиковых значений напряжения и ускорения) вычис-ляют по формуле

с₌с .с

^{J J}|f

где 5_U — коэффициент преобразования по напряжению используемого ИП в мВ-с*/м (при значениях емкости кабелей и входа СУ, которые имели место при измерении);

5_У„ — коэффициент преобразования СУ (при том значении частоты среза фильтра, которое было установлено при данном измерении).

4.2.5.    Вычисления проводятся в следующем порядке:

at коэффициент непропорциональности и отклонения луча и уроыки напряжения, определяемый как относительное отличие фактических масштабов по напряжению дли двух разностей пар уровнен.

Этот коэффициент вычисляется по формуле

U_e-U„    '

где U_n — наибольший по абсолютной величине уровень напряжения, мВ;

Uс — средний по абсолютной величине уровень напряжения, мВ;

U„ — наименьший по абсолютной величине уровень напряжения, мВ.

Данные измерений для режимов, где абсолютная величина и превышает 0,1, считаются незачетными;

б) пиковое ускорение щ, в м/с* (по исходной н по усредненной кривой).

Для случаев, когда вершина сигнала расположена как на черт. 5а к Ь, расчетная формула имеет вид:

£/,.+

"о

для случаев, согласно черт. 5а н г используют формулу

и,-ис

d

S

Пиковые ускорения, полученные в результате измерений в одном и том же режиме, не должны различаться между собой более, чем на ±10%, при длительностях свыше 3 мс и более чем на ±20% при меньших длительностях;

в) длительность т ударного ускорения в миллисекундах (прямое измерение).

Расчет производится по формуле

Длительности, полученные в результате измерений в одном и том же режиме, не должны различаться между собой более, чем на ±10% при длительностях свыше 3 мс и более чем на 20% при меньших длительностях;

г)    длительность т_р ударного ускорения в миллисекундах — (косвенное измерение только для установок со свободно падающей платформой) через пиковое ускорение и высоту падения (в предположении коэффициента восстановления скорости 1.2 и полусину-соидальной формы кривой). Расчет производится по формуле

260 к ~

=-;

«п

д)    коэффициент р несовпадения результатов прямого н косвенного измерений, рассчитывается по формуле

-IE- - I.

Коэффициент 0 не должен быть менее 0,5 и более 2.

с) Для проверки правильности результатов рекомендуется строить вспомогательные графики зависимости длительности т от толщины прокладок для каждого режима. Ход кривых на этих графиках должен быть монотонным.

4.2.5. Форма кривой ударного ускорения оценивается iui.iv:*.и.-но но осциллограмме и характсризуос» одним iij выражении.

а)    близкая к полусинусондальной;

б)    искаженная полусинусондальнам;

п) сдвоенный удар;

г)    строенный удар;

д)    искаженная полусннусоидальная с наложенными колебаниями;

е)    близкая к полусинусондальной с длительностью т₍ = ... мс с последующим пологим участком;

ж)    несколько периодов затухающих колебания.

13

Допускаются и другие выражения, подробно описывающие форму кривой.

4.2.7.    Измеренные значения пикового ускорения и длительности сопоставляются с результатами предыдущей аттестации. Различие между ним,н не должно превышать ±50%. В противном случае исследуются и анализируются причины расхождения.

4.2.8.    Все вычисления при обработке результатов производятся до четырех значащих цифр.

4.3. Оформление результатов исследований.

4.3.1.    Результаты измерений обрабатываются только на предприятии, производившем аттестацию.

4.3.2.    При положительных результатах исследований установок, выпускаемых из производства, — результаты заносятся в паспорт;

установок, выпускаемых из ремонта, а также находящихся в эксплуатации — выдается свидетельство об аттестации по форме, приведенной в приложении 4.

4.3.3.    При отрицательных результатах исследований установки к применению не допускаются и на них выдается извещение о непригодности с указанием вида неисправности.

4.3.4.    Срок следующей аттестации указывается в свидетельстве, исходя из рекомендуемой периодичности аттестации:

—    для установок типа СУ-1, SPS-80, STT-500, УУЭ-1/150 и УУЭ-2/200 — через один год;

—    для остальных установок — шесть месяцев.

14

ПРИЛОЖЕНИЕ /

ПРИНЦИП Д1ЯСТВИЯ УДАРНЫХ ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

1.    Испытательные ударные установи (ИУУ) \к>жно разделить

а) на установки с начально^! скоростью движения перед ударом, в том числе со свободно падающей платформой (тип СУ*!. К ТОО и др.) и с принудительным движением платформа* (тип STT 500 к ар);

0) на установки без начально ft скорости перед ударом (тип УУЭ-1/150 и ар).

2.    Ударное ускорение а ИУУ ноэиикает в момент торможения движущейся платформы (а установках с начальной с корост им) или ярн воздействии из платформу изменяющегося со временем усилия iн установках без начальной скорости).

3.    В установках, где ударное движение возникает в момент торможения, ею длительность определяется упругостью тормози ». а элемента (например, про* кладок), а ни кокос ускорение — как скоростью .«. * формы к моменту начала торможения, так к упругостью тормозного элемента

4 В установках со свободно задающей платформой авьсимость параметр ров ударного ускорения от мессы испытуемого маслин значительно меньше, чем а установках с принудительным движением платформы

В установках с принудительным движением платформы шшоиос ускорение уменьшается при увеличении нагрузки на платформ т-

5. В установках с двумя и более тормозными устройствами форма кривой ускорения, особенна при жестких тормозных устройствах, зависит от одновременности соприкосновения платформы с ними

Значение поперечных составляющих ускоренна платформы зависит от люфтов • направляющих и правильности закрепления > станоокн на основании.

Неравномерность поля ускорений по платформе зависит от соотношения длительности удара, жесткости и массы платформы» а в установках с двумя и более тормозными устройствами — также от степени одновременности соприкосновения платформы с ними.

15

ПРИЛОЖЕНИЕ }

Структурная схема соединенна приборов при измерении параматроа ударного ускорения

Дли измерен* ж, производимых при аттестации испытательной ударной уста* новкн / используется ударный акселерометр, включающий в себя пьезоэлектрический широкополосный точный измерительный преобразователь ударных ускорений (НП) ?. транзисторный точный согласующий усилитель (СУ) 5, переносный источник образцовых напряжений (ПИОН) 4 и здектронао-лучеяой осциллограф 5 с фотопристаякой S ялн эаломянаюшнй электронно-лучевой осциллограф. Питание осциллографа производится через стабилизатор 7. ИП вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный значению измеряемого ускорения, СУ производит усиление сигнала ИП по мощности в диапазоне частот, определяемом установленным фильтром, и подавляет сигнал па более высоких частотах. ПИОН обеспечивает градуировку каналов вертикального отклонения луча электронно-лучевого осциллографа непосредственно после окончания измеряемого ударного процесса.

В качестве источника опорных интервалов времени используется частота сети переменного тока.

16

Рекомендуемая форме протоколе измерений

Дет* аттосташш ----

Испытательная ударная установка типа --

Заводской №--год    выпуска--

Наименование предприятия, представившего установку па гестаиню, адрес---

Максимальная высота свободного падения платформы //о. мм ——— Данные измерений

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Коэффициент наложенных колебаний

Коэффициент наложенных колебаний /С*к представляет собой сунну абсолютных значений проекций участков кривой ускорения между соседними экстремальными точками на ось ординат, отнесенную к удвоенному пиковому значению ускорения (см. черт. 7)

*+1

■2 |e_<+i - а,|,

1 = 0

где п — число точек экстремума.

МЕТОДИКА Аттестации ударных испытательных установок МИ 49—75

Редактор В. С, Бабкока Технический редахтор N. П. Здеолодчшеова Корректор А. Я. #/а/«ич*ц«д

Сдано в наб. 17.05.79 Подл, а печ. 01.00.78 Формат 60X907» Бумага типографе*** М 2 Гарнитура литературная    Печать    высох**    1.25    уел.    печ,    л.    1,0    уч.*П5А.    л.

Зак. 799

Орлен* «Знак Почета» Издательство стандартов. Моек»*. Д-557, Новопреснеасхм! пар,, 3 Тип. «Московский печатник». Москва. Лклин пер.. 6.

уди т

МЕТОДИКА

АТТЕСТАЦИИ УДАРНЫХ ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК МИ 49—75

Настоящая методика устанавливает методы и средства этте-стации вновь изготовленных, выпускаемых из ремонта и находящихся в эксплуатации испытательных ударных установок (ИУУ).

Аттестации подлежат установки, создающие пиковое ускорение до 4* I0⁵ м/с¹ при длительности от 0,5 до 35 мс. любой форме кривой и частоте следования ударов нс более 180 в минуту.

Принцип действия установок приведен в приложении J.

1. ПАРАМЕТРЫ, ОПРЕДЕЛЯЕМЫЕ ПРИ АТТЕСТАЦИИ

1.1.    Аттестация ударных испытательных установок заключается в исследовании параметров ударного ускорения, воспроизводимого установкой в предусмотренных технической документацией режимах, и определении соответствия частоты следования ударов установки паспортным данным,

1.2.    Параметрами ударного ускорения, подлежащими определению, являются:

пиковое ускорение а,*;

максимальное ускорение по усредненной кривой а_м>;

длительность ударного ускорения т;

ориентировочная оценка формы кривой ускорения,

1.3.    За пиковое ускорение а_п принимается наибольший из максимумов кривой ускорения (черт. 1а, б, в и г).

1.4.    Максимальное ускорение по усредненной кривой а_му определяется для тех режимов ИУУ, где коэффициент наложенных ко* лебаний Кии (см. приложение 5) превышает 1,5, т. е. при сложной форме кривой (черт. 1$ н г).

Усреднение производится с помощью фильтра нижних частот, обладающего частотой среза 8 кГц на уровне лгинус 3 дБ и крутизной спада более 16 дБ на октаву.

з

1.5. Длительность ударного ускорения определяется на уровне* ±0,1 а„ по исходной кривой (например, см. черт. 1а и б), если коэффициент наложенных колебаний не более 1,5. При большем значении коэффициента наложенных колебаний используется усредненная кривая. ¹

максимальный относительный коэффициент влияния поперечных ускорений, не более.........3;

коэффициент влияния температуры в диапазоне от минус 50

до плюс 50*С, %У*С, не более.........0,2;

масса ИП, г, нс более...........30;

размеры ИП:

диаметр, мм. не более...... 17;

высота, мм, не более...........30,

Указанные технические характеристики имеет, например, преобразователь типа ПИ 93-1.

б)    Точный согласующий усилитель (СУ):

диапазон рабочих напряжений, мВ. , . or 20 до 2000; коэффициент преобразования . . . . от 0,6 до 15; уровень шумов на входе, мкВ, не более .    100;

входное сопротивление при напряжениях, указанных выше, ГОм, не менее .    0.4:

рабочий диапазон частот на уровне — 3 дБ: с фильтром    .    .    .    .    .    от    0.5    Гц    до    8    кГц;

без фильтра    .    .    от    0.5    Гц    до    200 кГц;

выходное динамическое сопротивление.

Ом, нс более .    .......    300;

нестабильность коэффициента преобразо* аання за I час, %» не более .... 0.5.

Указанные технические характеристики имеет, например, СУ типа 9333Д.

в)    Переносный источник образцовых напряжений (ПИОН):

число одновременно устанавливаемых уровней напряжения (в том числе одни кулевой) ... 4 диапазон образцовых напряжений, мВ .    .    .    от    20    до    2000;

минимально возможное изменение значения напряжения. дБ     1.15,

полярность образцовых напряжений — положительная или отрицательная;

погрешность воспроизведения образцовых напряжений, %, Fie более .    ........    0,3.

Указанные технические характеристики имеет, например, прибор типа ПИОН-М.

г)    Ручной секундомер класса 1 с ценой деления 0,2 с

д)    Тераомметр (например, типа ЕК6-7)

нелинейность коэффициента преобразования по каналам вертикального н горизонтального отклонения луча на участке экрана не менее 50 им, %. не

л) зеркальный малоформатный аппарат с переходными кольцами под объектив и тубус:

разрешающая способность (оптическая), нс светоснлз. нс менее . фокусное расстояние, мм

ошибка от параллакса видоискателя.....отсутствует

наводка на резкость—по матовому стеклу (с автоматическим учетом наличия переходных колеи) (например, фотоаппарату типа «Зенит»).

м) Моментный ключ, для крепления ИП. имеющий шкалу со значениями момента, Н*м,от 0,5 до 4 и) увеличитель (например, типа «Микро* фог») для обработки результатов измерения с коэффициентом увеличения, не менее .    .10

а) Малая ЭЦВМ для обработки результатов (например. ЭЦВМ тина «Проминь»).

П р и и с 'I з н и с Г1о согласованию с органами Госстандарта допускается применять дли определения пнкосого ускорении звуковой генератор в сочетании С 9.1СКТрОШ1ЫМ вольтметром.

2.3. Все средства измерении, используемые при аттестации, должны иметь свидетельства о поверке.

Периодичность поверки этих средств измерения составляет не более б месяцев, если другая апериодичность не оговорена в технической документации.

У ПОДГОТОВКА К АТТЕСТАЦИИ

3.1.    Установка, представляемая к аттестации, должна удовлетворять нижеперечисленным требованиям.

3.1.1.    Каждая установка должна иметь: техническое описание, инструкцию по монтажу, инструкцию по эксплуатации, в которой должны быть представлены данные по пиковому ускорению и длительности ударного ускорения на расчетных режимах установки

3.1.2.    Установка должка быть смонтирована на бетонированном полу, непосредственно связанном с грунтом, и закреплена с помощью фундаментных болтов.

3.1.3.    Крепление установки должно соответствовать технической документации на данный тип установки.

3.1.4.    Установки со свободно падающей платформой должны быть укомплектованы сменными прокладками (нс мснсс трех комплектов) .

3.1.5.    Грузы, устанавливаемые на платформе, должны быть сплошными металлическими телами с отношением высоты к наибольшему размеру в горизонтальной плоскости не более 1,0. Грузы должны быть плотно прижаты к платформе через резиновую прокладку толщиной до 1 мм-

3.1 б В установках с двумя и более тормозными устройствами расстояния между упорами платформы и тормозными устрой-

б

ствамн* в которых оставлены только металлические прокладки, должны отличаться между собой не более, чем на 0,3 мм.

3.2.    Перед проведением аттестации необходимо выполнить следующие подготовительные работы:

проверить отсутствие забоин на рабочей поверхности болта крепления ЙП;

проверить отсутствие люфтои прн работе моментного ключа;

проверить емкость и сопротивление изоляции ИП на соответствие паспортным данным;

определить емкость и сопротивление изоляции, а также проводимость центрального провода и экранирующей оплетки соединительных кабелей с помощью измерителя емкостен, тераомметра и тестера;

проверить функционирование ПИОН совместно с электроннолучевым осциллографом;

проверить срок годности используемой фотопленки;

при включенном стенде проверить отсутствие не предусмотренных конструкцией люфтов и боя между деталями.

3.3.    В середине платформы установки должен быть прочно установлен болт крепления ИП (черт. 2). Если такой болт использовать нельзя, то для крепления ИП необходимо подготовить резьбовое гнездо близ середины платформы (черт. 3). Гнездо должно быть проверено калибром, входящим в комплект ИП; след от кз-

либра должен представлять собой правильную сплошную окружность.

Резьбою» гнездо для крепления измерительного преобрезоеетеля ИП типа ПИ 93-1

3.4.    Если крепление ИП согласно п. 4.3 выполнить невозможно, допускается применение приклеиваемого переходного приспособления. После полимеризации клея необходимо проверить прочность приклейки приспособления усилием, равным $0 Н.

3.5.    Измерительный преобразователь следует закрепить на платформе с моментом, предусмотренным технической документацией на ИП. К ИП должен быть присоединен соединительный кабель, закрепляемый прижимами, входящими о комплект ИП.

3.6.    Приборы должны быть соединены по структурной схеме, указанной в приложении 2. Приборы следует включить и прогреть в течение 30 мин.

3.7.    На осциллографе, с экрана которого должна быть снята целлулоидная шкала, должен быть укреплен тубус с фотоаппаратом. Точка начального положения луча должна быть затемнена кружком <нз черной бумаги диаметром 5 ми.

Примечание. При использовании, запоминающего осциллографа фотоаппарат не применяют; запись с экрана переносят непосредственно на кальку.

4. АТТЕСТАЦИЯ

4.1.    Измерения.

4.1.1.    Установить первый из режимов установки, предусмотренный документацией.

4.1.2.    Исходное положение луча осциллографа установить за кружком из черной бумаги.

4.1.3.    Через понижающий трансформатор на вход осциллографа подать напряжение сети и при длительности разверткн от 100 до 150 мс при метках с периодом (около 30 мс) сфотографировать синусоиду и нулевую линию. Не меняя длительности развертки установить ближайший меньший период меток Т₂ н сфотографировать нулевую линию с этими метками. Далее установить длительность развертки так, чтобы получить от 3 до 5 меток периода 7»

8

и сфотографировать нулевую линию с этим.» метками. Не меняя длительности развертки установить ближайший меньший период меток 7s и т. д. (черт. 4а и б).

Осциллограммы моток аремонм.

я*-2 h-“-- «,=8 /Л /Л Г\ ' \ f \ Г w U—ь—- г—г— г

а «I-4    — L

О

Черт. 4

4.1.4.    Установить ждущий режим развертки с запуском от измеряемого сигнала; чувствительность иепч запуска разчертки выбрать минимально необходимей.

4.1.5.    Длительность резверткн, коэффициент преобразования СУ и усиление по каналу вертикального отклонения выбрать так, чтобы изображение, соответствующее пиковому значению сигнала, уметалось п пределах 13—17 мм от границы экрана, а длительность сигнала соответствовала от 0,4 до 0.8 длины видимой части развертки.

4.1.6.    Установить открытый вход усилителя осциллографа и периодическую развертку. Переключателями ПИОН уровни подобрать таким образом, чтобы пиковое значение измеряемого сигнала находилось между любыми двумя из трех уровней. Напряжении всех уровней поочередно подать на осциллограф с помощью коммутатора. Полярность напряжений должна соответствовать полярности измеряемого сигнала.

4.1.7.    Коммутатор ПИОН поставить в положение «выключено»; установить ждущую развертку. Поворачивая ручку коммутатора, проверить появление на экране четырех четких горизонтальных линий. В случае необходимости подобрать скорость поворота ручки коммутатора и чувствительность цепи запуска развертки. После настройки коммутатор ПИОН поставить в положение «выключено».

4.1.8.    Перемотать пленку в фотоаппарате на один кадр. Непосредственно перед ударом открыть затвор. После удара, не закрывая затвор, повернуть ручку коммутатора ПИОН для получения на экране четырех линий, после чего закрыть затвор.

9

4.1.9.    Не изменяя длительности развертки, включить метки времени, выбранные так, чтобы на видимой части развертки умещалось от 4 до 40 меток, и сфотографировать нулевую линию с метками с целью получения сопряженного калибровочного кадра.

4.1.10.    Для каждого из режимов произвести по 2—3 измерения с фильтром (частота среза 8 кГц, крутизна спада характеристики не менее 15 дБ на октаву) н 2—3 измерения без фильтра. Если кривая имеет сложную форму, характеризуемую коэффициентом наложенных колебаний К_пн> №, то измерения повторить при другой скорости развертки, обеспечивающей удобство расшифровки осциллограммы.

Примечание. Если коэффициент наложенных колебаний иеиее 1,6, измерения с фильтром не производятся.

4.1.11.    Минимальное и максимальное значения частоты следования ударов следует проверить с помощью секундомера.

4.1.12.    При проведении измерений вести протокол по форме, приведенной в приложении 3.

4.2. Обработка результатов измерения.

4.2.1. Порядок обработки осциллограмм должен быть следующим:

а) произвести отсчеты по вертикали для определения значений а, Ь, с и d (черт. 5а. б, в и г).

Черт. 5

1

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ АТТЕСТАЦИИ

2.1.    Структурная схема соединения приборов при измерении параметров ударного ускорения приведена в приложении 2.

2.2.    При аттестации применяется следующая аппаратура:

а) Точный измерительный преобразователь (ИП) ударных ускорений:

диапазон измеряемых ускорений должен соответствовать

диапазону ускорений, воспроизводимых аттестуемой установкой;

нелинейность амплитудной характеристики в указанном выше

диапазоне, %, не более .    ......10;

длительность полусннусондалыюго ударного ускорения, мкс, при динамической погрешности по пиковому значению не более 6%; не менее.............140;

2