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Schock-Test-System

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Schock-Test-System

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1.Test-Übersicht

Der Aufprall, dem die Produkte während des Gebrauchs und des Transports ausgesetzt sind, ist hauptsächlich auf den Aufprall zurückzuführen, der durch die Notbremsung und den Aufprall von Fahrzeugen, den Abwurf und den Absturz von Flugzeugen (Notlandung), den Abschuss von Artilleriegeschützen, die Explosion chemischer und nuklearer Energie, die Trennung der Zündung und den Wiedereintritt von Raketen und Hochleistungswaffen verursacht wird. Beim Aufprall wird in relativ kurzer Zeit eine hohe Impulskraft auf das Produkt ausgeübt.

Der Aufprall ist ein sehr komplexer physikalischer Prozess. Wie die zufällige Vibration hat er ein kontinuierliches Frequenzspektrum, aber er ist auch ein transienter Prozess und hat nicht den Zustand des stationären Zufalls. Nach dem Aufprall auf das Produkt ändert sich der Bewegungszustand des mechanischen Systems plötzlich und führt zu einer vorübergehenden Aufprallreaktion. Die Reaktion der Produkte auf den mechanischen Aufprall hat folgende Merkmale: hochfrequente Schwingungen, kurze Dauer, deutliche anfängliche Anstiegszeit und positive und negative Spitzen hoher Ordnung.

Die Spitzenreaktion auf mechanische Stöße kann im Allgemeinen mit einer Exponentialfunktion umschrieben werden, die mit der Zeit abnimmt. Bei Produkten mit komplexen multimodalen Eigenschaften umfasst die Stoßantwort die folgenden zwei Frequenzantwortkomponenten: die erzwungene Frequenzantwortkomponente der auf das Produkt einwirkenden äußeren Erregungsumgebung und die Eigenfrequenzantwortkomponente des Produkts während oder nach der Erregungseinwirkung.

Nach dem physikalischen Konzept stellt die vom Produkt nach dem Aufprall erzeugte Schlagantwort (d. h. die transiente Erregung) die tatsächliche Schlagzähigkeit des Produkts dar. Wenn die momentane Antwortamplitude des Produkts die strukturelle Festigkeit des Produkts selbst übersteigt, wird das Produkt beschädigt. Es ist zu erkennen, dass der durch den Aufprall des Erzeugnisses verursachte Schaden sich von dem durch die kumulative Schadenswirkung verursachten Schaden unterscheidet, aber zum Spitzenschaden der Bruchspannung im Verhältnis zur strukturellen Festigkeit des Erzeugnisses gehört.

Dieser Spitzenschaden führt zu struktureller Verformung, Lockerung der Installation, Riss oder sogar Bruch, loser elektrischer Verbindung, schlechter Verbindung, Bruch und macht das Produkt instabil. Dieser Spitzenschaden kann auch die relative Position der einzelnen Einheiten im Produkt verändern, was zu Leistungseinbußen oder Toleranzüberschreitungen und sogar zum Bruch der Komponenten oder Teile führen kann, so dass diese nicht mehr funktionieren.

Zusammengefasst:

(1) Produktversagen, das durch Zunahme oder Abnahme der Reibungskraft zwischen Teilen oder gegenseitige Beeinflussung verursacht wird.

(2) Die Isolationsstärke des Produkts ändert sich, der Isolationswiderstand nimmt ab, und die Stärke des magnetischen und elektrostatischen Feldes ändert sich.

(3) Ausfall der Produktplatine, Beschädigung und Ausfall des elektrischen Anschlusses (manchmal wird das Produkt beeinträchtigt. Der Überschuss auf der Leiterplatte kann wandern und einen Kurzschluss verursachen).

(4) Wenn die strukturellen oder nicht-strukturellen Teile des Produkts überbeansprucht werden, wird das Produkt dauerhaft mechanisch verformt.

(5) Wenn die Bruchfestigkeit überschritten wird, werden die mechanischen Teile des Produkts beschädigt.

(6) Beschleunigte Ermüdung von Materialien

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, dass der Aufprall eine schädliche Wirkung auf die Struktur und die Funktionsfähigkeit des gesamten Produkts hat. Das Ausmaß dieser schädlichen Wirkung ändert sich im Allgemeinen mit der Zunahme oder Abnahme der Größe und Dauer des Stoßes. Wenn die Dauer des Aufpralls mit dem Kehrwert der Eigenfrequenz des Produkts übereinstimmt oder die Hauptfrequenzkomponente der Wellenform der Aufprallumgebung mit der Eigenfrequenz des Produkts übereinstimmt, werden die nachteiligen Auswirkungen auf die Produktstruktur und die funktionale Integrität noch verstärkt.

Um sicherzustellen, dass die Produkte eine gute Schlagzähigkeit aufweisen und unter der Aufprallumgebung oder nach dem Aufprall zuverlässig und stabil funktionieren, ist der Aufpralltest daher eine wichtige Methode und ein Mittel zur Lösung dieses Problems.

Mit dieser Methode werden die strukturellen und funktionellen Eigenschaften des Produkts unter mechanischer Einwirkung während seiner Lebensdauer bewertet. Solche Maschinen sind im Allgemeinen auf einen Frequenzbereich von nicht mehr als 10000 Hz und eine Dauer von nicht mehr als 1,0 Sekunden beschränkt. In den meisten Fällen übersteigt die Hauptansprechfrequenz des Produkts nicht 2000 Hz, und die Ansprechdauer beträgt weniger als 0,1 Sekunden

2.Testbedingungen

(1) Spitzenwert der Beschleunigung

Die Größe der Spitzenbeschleunigung kann direkt die Größe der auf das Produkt einwirkenden Stoßkraft widerspiegeln. Da es sich bei der Struktur von Produkten meist um ein lineares System handelt, kann es, auch wenn es ein nichtlineares System ist, als lineares System betrachtet werden, wenn die Dehnung gering ist. Daher ist die Reaktionsbeschleunigung, die nach dem Aufprall auf das Produkt erzeugt wird, proportional zur Anregungsbeschleunigung. Im Allgemeinen gilt: Je größer die Spitzenbeschleunigung, desto größer ist die zerstörerische Wirkung auf das Produkt.

(2) Impulsdauer

Die Dauer des Aufprallimpulses bezieht sich auf das Zeitintervall, in dem die Beschleunigung bei dem angegebenen Spitzenbeschleunigungsverhältnis gehalten wird. Die Auswirkung der Stoßimpulsdauer auf das Produkt ist sehr komplex, und ihr Einfluss auf die Stoßwirkung hängt mit dem natürlichen Zyklus des geprüften Systems zusammen.

(3) Stoßzeiten

Da beim Aufprall hauptsächlich die Auswirkungen auf die Endfestigkeit des Produkts und nicht die kumulative Schädigung berücksichtigt werden, ist es nicht erforderlich, wiederholte Prüfungen am Produkt durchzuführen. Um jedoch Unvorhergesehenes zu vermeiden, ist auch eine bestimmte Anzahl von Schlagprüfungen erforderlich. In der Regel ist ein kontinuierlicher Stoß von 3 Stößen in jede Richtung erforderlich. Da die durch den Schlag hervorgerufene maximale Reaktion in der gleichen Richtung wie der Anregungsimpuls oder in der dem Anregungsimpuls entgegengesetzten Richtung auftreten kann, wird im Allgemeinen festgelegt, dass der Schlagversuch in jeder Richtung der drei zueinander senkrechten Achsen des Probekörpers, d. h. in sechs Richtungen, durchgeführt werden muss, so dass die Anzahl der Schlagversuche mit 3 x 6 = 18 angegeben wird.

3.Anforderungen an Prüfgeräte

Es gibt viele Geräte, die Stöße erzeugen können, von denen das Elektroschock-Prüfsystem das wichtigste ist. Es kann nicht nur das Spektrum der Schlagreaktion und den zeitlichen Verlauf des Aufpralls an einem schweren Standort, sondern auch die nominale Schlagimpulswellenform erzeugen. Neben dem elektrischen Vibrationstisch gibt es jedoch auch andere Geräte, die die nominale Stoßimpulswellenform erzeugen können: der Typ mit freiem Fall, der Typ mit Druckluft, der Typ mit Gas-Flüssigkeitsdruck und der Typ mit Impulsumwandlung. Unabhängig davon, welches Prüfgerät zur Erzeugung des Aufpralls verwendet wird, sind die Anforderungen an diese Geräte gleich. Die Anforderungen sind dieselben wie bei der Verifizierung (Kalibrierung) auf dem Prüfstand, d. h. sie beziehen sich nicht auf die Anforderungen, wenn das Schlagprüfgerät unbelastet ist, sondern auf die Anforderungen, die das Schlagprüfgerät am Prüfpunkt erfüllen sollte, nachdem die Proben (einschließlich Klemmen) und die erforderlichen Lasten installiert sind.