Аттестация вибростендов

При испытаниях изделия на воздействие широкополосной случайной вибрации условия реальной эксплуатации воспроизводятся более точно, поэтому воспроизведение вибростендом этого типа вибрации является важнейшим элементом испытаний изделия на виброустойчивость и вибропрочность. В статье приводятся основные положения ОСТ 1 02705-90, определяющего порядок аттестации вибростендов в режиме воспроизведения широкополосной случайной вибрации, включая требования по ее периодичности и последовательности выполняемых операций, включая их описание.

Одним из основных требований, выдвигаемых при проектировании, создании и эксплуатации современных видов техники, является высокая устойчивость к внешним воздействиям, одним из которых является вибрация. Большинство вибрационных воздействий на изделие описывается базовой математической моделью, предусматривающей использование синусоидальной вибрации, широкополосной случайной вибрации (ШСВ) и классического удара.

Воздействие этих факторов на изделие проверяется на специальных установках, в состав которых в общих случаях входят вибростенд с закрепленными датчиками (акселерометрами), усилитель, система управления вибрацией и компьютер, обеспечивающий управление испытаниями, регистрацию, анализ и отображение их результатов в заданном виде.

Испытания на воздействие ШСВ проводятся с целью нейтрализовать основной недостаток синусоидальной вибрации, когда в сигнале присутствует только одна гармоника с заданным периодом (частотой) и амплитудой. Кроме того, в природе практически не существует идеальных синусоидальных волн.

Реальная вибрация состоит из произвольных кратковременных ударных колебаний, распространяющихся в широких областях спектра; в случае ШСВ на изделие воздействует случайный сигнал, содержащий все частоты заданного диапазона, что дает возможность наиболее точного воспроизведения условий эксплуатации изделия, когда частотные составляющие сигнала характеризуются случайной фазой и амплитудой.

Поэтому воспроизведение вибростендом широкополосной случайной вибрации является важнейшим элементом испытаний изделия на виброустойчивость и вибропрочность.

Аттестация вибростендов в режиме воспроизведения ШСВ выполняется в соответствии с требованиями ОСТ 1 02705-90 «Установки испытательные вибрационные. Порядок проведения аттестации в режиме воспроизведения широкополосной случайной вибрации».

Цель аттестации заключается в подтверждении их возможности воспроизводить условия испытаний в пределах допустимых отклонений, а также в установлении пригодности вибростендов к применению в соответствии с их назначением.

Периодичность аттестации определяется в зависимости от условий эксплуатации установки и ее интенсивности, а также от стабильности точностных характеристик. Если аттестация вибростенда в гармоническом режиме проведена, и ее результаты вместе с данными контрольной проверки аппаратуры управления ШСВ подтверждают предыдущие, периодическую аттестацию в режиме ШСВ можно не проводить.

При проведении аттестации испытательных вибрационных установок, оборудованных аппаратурой управления ШСВ, в соответствии с требованиями ОСТ 1 02705-90 выполняются следующие операции:

• внешний осмотр (п. 6.1 указанного Стандарта): проверяется отсутствие механических повреждений и выполнение требований, касающихся комплектации технической документацией, проверки требований безопасности, свидетельств о поверке средств измерений, а также проверки аппаратуры управления ШСВ (точностные характеристики) на соответствие технической документации;
• опробование (п. 6.2): при выполнении этой операции проверяется заземление (правильность и надежность), включение и функционирование вибростенда, включая прогрев в течение установленного технической документацией времени;
• определение номинального диапазона воспроизводимой спектральной плотности ускорения – СПУ (п. 6.3): выполняется запись СПУ сигнала шума, рассчитывается нижний и верхний предел воспроизводимого уровня СПУ;
• определение неравномерности задания СПУ (п. 6.4): операция выполняется в контрольной точке стола и трех наиболее удаленных от центра стола точках крепления при первичной аттестации и в одной контрольной точке при периодической либо внеплановой аттестации. В ходе операции воспроизводится график СПУ (посредством использования аппаратуры управления ШСВ) и проверяется выполнение требования о нахождении заданного ускорения в номинальном диапазоне частот в заданном диапазоне. Затем  с помощью средств измерений выполняется запись СПУ в номинальном диапазоне частот и определяется неравномерность ее задания;
• определение относительного уровня ускорения за пределами номинального диапазона частот (п. 6.5) выполняется при задании графика СПУ с учетом выполнения условия, определяемого нахождением заданного ускорения в номинальном диапазоне частот в заданном диапазоне;
• определение пределов относительной погрешности воспроизведения среднего квадратического значения (СКЗ) ускорения (п. 6.6) выполняется с доверительной вероятностью 0,9 в зависимости от предела относительной погрешности виброметра из состава установки и предела дополнительной погрешности от неравномерности АЧХ виброметра.
• определение предела относительной погрешности воспроизведения СПУ (п. 6.7) выполняется также с доверительной вероятностью 0,9 в зависимости от пределов неравномерности АЧХ виброметра, относительной погрешности анализатора спектра при измерении нормированных значений амплитуд составляющих спектра, неисключенной систематической погрешности регистратора, а также неравномерности задания СПУ в контрольной точке и оценки погрешности анализа (остаточной пульсации), которая определяется в соответствии с ГОСТ 28222-89 «Основные методы испытаний на воздействие внешних факторов. Часть 2. Испытания. Испытание Fdb: Широкополосная случайная вибрация. Средняя воспроизводимость».

Перечисленные выше операции являются обязательными как при проведении первичной аттестации, так и периодической либо внеочередной. Исключение составляет только операция по п. 6.5, которая при проведении периодической либо внеочередной проверки не выполняется.

Результаты аттестации оформляются протоколом в соответствии с требованиями ОСТ 1 00422-2005.

Значения параметров, полученные при аттестации, сравниваются с допустимыми значениями, установленными нормативно-технической документацией на вибростенд. При соответствии полученных при испытаниях результатов установленным требованиям метрологической службой оформляется аттестат, оформленный в соответствии с требованиями ОСТ 00422. При этом значения подлежащих периодическому контролю эксплуатационных параметров копируются из протокола в формуляр вибростенда, оформленный в соответствии с ГОСТ 2.601-2013 «Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы».

При отрицательных результатах аттестации аттестат не выдается и в протокол испытаний заносится запись о недопустимости эксплуатации вибростенда.