Испытания на надежность в условиях механических нагрузок.
Все бортовые приборы любого ЛА в соответствии с требованиями Государственных стандартов в обязательном порядке проходят испытания на перечисленные механические воздействия. Параметры механических воздействий, которые должен выдерживать прибор, оговариваются в его технических условиях (ТУ) и паспорте (П). При этом данные воздействия делятся на: 1). Виброустойчивость – способность прибора выполнять свои функции (также записанные в ТУ) при воздействии вибраций. 2). Вибропрочность – способность конструкции прибора противостоять разрушающему воздействию вибраций. 3). Ударная устойчивость – способность прибора выполнять свои функции во время и после воздействия ударов. 4). Ударная прочность – способность конструкции прибора противостоять разрушающему воздействию ударных нагрузок.
Ударные и вибрационные стенды представляют собой механические и электромеханические устройства с соответствующим электронным управлением задания параметров воздействий и контроля состояния испытуемого прибора.
Основные положения по испытаниям на надежность.
Результатом испытаний является устранение слабых мест и оценка предельных значений воздействующих факторов, при которых изделие сохраняет работоспособность. Значительное количество изделий авиационной техники имеет большие значения наработки на отказ – более 10 000 часов. Например, для генератора Т0 ≈ 80 000 ч, для электромеханизма Т0 ≈ 500 000 ч. Понятно, что объем испытаний в нормальных условиях для них становится нереализуемым. Возможный выход – ускорение испытаний за счет ужесточения воздействующих факторов. Интенсивность отказов при этом увеличится в К раз. К – коэффициент ускорения испытаний, равный отношению продолжительности испытаний без ускорения к продолжительности испытаний с ускорением. На практике его значение – от 1,5 до 10, а в большинстве случаев равно 2,5, т.к. рабочие значения воздействующих факторов не очень отличаются от их предельных значений. Например, рабочая температура окружающей среды для радиоэлементов с учетом внутреннего разогрева достигает 60°С, а предельная температура составляет 80°С.
Испытания, как правило, проводят циклами, в которых повторяется набор, последовательность и продолжительность воздействия внешних факторов. Наибольшее распространение получили циклы испытаний, соответствующие длительности одного полета или длительности одного года. В последнем случае анализируются все факторы, воздействующие на изделие в течение года эксплуатации, включая количество взлетов-посадок, включений-выключений, форсированных режимов и др. Такие испытания получили название эквивалентно-циклических. При этом цикл вычисляют по средней годовой наработке изделия. Например, три изделия выдержали испытания в течение 10 циклов, каждое без отказов. Годовая наработка изделия равна 1000 часов. Следовательно, суммарная эквивалентная наработка за 10 циклов Т ⅀=1000 ·10=10000 ч. При таких больших наработках на отказ приходится ограничиваться реально допустимой продолжительностью испытаний.
7.4. Планы испытаний. Перед испытанием изделий на надежность составляется программа, включающая в себя план и методику испытаний. По международному стандарту план кодируется тремя буквами латинского алфавита: 1). Первая буква N обозначает число изделий, поставляемых на испытание. 2). Вторая указывает действия, которые нужно выполнить при возникновении отказа: - U означает, что отказавшие изделия снимаются с испытаний и новыми не заменяются (невосстанавливаемые изделия); - R означает, что отказавшие изделия заменяются на новые; - М означает, что отказавшие изделия ремонтируются и участвуют в дальнейших испытаниях (восстанавливаемые изделия). 3). Третья буква указывает, когда необходимо закончить испытания: - N означает, что испытания прекращаются, когда откажут все изделия; - r означает, что испытания прекращаются, когда число отказавших элементов достигнет заранее заданного значения; - Т означает, что испытания прекращаются, когда наработка достигнет заданного значения.
Примеры наиболее часто применяемых планов испытаний (на рисунках прямой сплошной линией обозначается безотказная работа, крестиком – отказ, волнистой линией – наработка после отказа и восстановления работоспособности):
План «
NUN» - испытываются N однотипных невосстанавливаемых изделий; - отказавшие изделия новыми не заменяются; - испытания прекращаются, когда откажут все N изделий.
План «NUr» - испытываются N однотипных невосстанавливаемых изделий; - испытания прекращаются, когда число отказавших изделий достигнет значения r.
План «NUT» - испытываются N однотипных невосстанавливаемых изделий; - отказавшие изделия новыми не заменяются; - испытания прекращаются при достижении наработки Т.
План «NRT» - испытываются N однотипных изделий; - отказавшие изделия заменяются новыми; - испытания прекращаются при достижении наработки Т.
План «NMT» - испытываются N однотипных восстанавливаемых изделий; - отказавшие изделия восстанавливаются; - испытания прекращаются при достижении наработки Т.
При статистическом методе контроля результаты испытаний небольшой части от партии изделий (выборки) распространяются на все изделия партии. Формирование выборки осуществляется случайным образом, но должно быть типичным для данного количества изделий, чтобы не было ошибок при оценке всей партии. В этом случае ущерб понесет заказчик (потребитель), принявший изделия с недостаточной надежностью, или, если в выборку попадет большее число ненадежных изделий, то забракуют всю партию, и моральный и материальный ущерб понесет изготовитель (поставщик). Следовательно, применяя статистический метод, обе стороны рискуют. Очевидно, что чем большее число изделий будет отобрано в выборку, тем риск обеих сторон будет меньше, однако возрастут затраты на испытания. С этой целью проводятся расчеты вероятности забракования кондиционной продукции α и вероятности признать годной к эксплуатации партию ненадежной продукции β. Их численные значения обычно задаются заказчиком в пределах 0,05…0,2. (Метод Монте-Карло, случай с игроком)
Следует отметить, что для объективной выборки изделий и получения достоверных данных испытаний, предусмотрено присутствие представителей заказчика на испытаниях изделий.
7.5. Воздействие процессов старения и изнашивания на надежность. Под изнашиванием и старением понимают необратимые изменения параметров элементов и систем. Изнашивание и старение приводит к отказам, если эти изменения параметров превысят допустимые отклонения. Процессы старения и изнашивания идут непрерывно и ускоряются при совокупном воздействии любых внешних дестабилизирующих факторов (см. тему 3), особенно, температурных. Процесс старения существенно ускоряется, если элементы постоянно находятся под предельной электрической нагрузкой, а процессы изнашивания характерны для механических (подшипники, оси …) и электромеханических элементов (реле, переключатели, электрические машины …).
Итак, скорость изнашивания определяется режимами работы и внешними дестабилизирующими факторами, в особенности, повышенными и пониженными температурами. При низких температурах изменяются свойства изоляционных материалов, возникают трещины, теряется эластичность, увеличивается хрупкость, снижается электрическая прочность. Все металлические детали изменяют свои размеры, что приводит к деформации, изменению зазоров, ослаблению крепежных узлов, нарушению связи припоя с радиоэлементами и т.д. При повышенных температурах, помимо этого, происходит перегрев элементов, ухудшается теплоотдача, изменяется электрическое сопротивление.
В связи с этим все авиационные приборы в обязательном порядке проходят испытания на: - теплоустойчивость, - холодоустойчивость, - циклические воздействия температур.
Все эти требования записываются в ТУ на прибор и его паспорт.
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 415; | Поделиться с друзьями:
|
Мы поможем в написании ваших работ!
