ZKOUŠKY ODOLNOSTI VOJENSKÉ TECHNIKY VŮČI MECHANICKÝM VLIVŮM PROSTŘEDÍ

Transkript

1 ČESKÝ OBRANNÝ STANDARD ZKOUŠKY ODOLNOSTI VOJENSKÉ TECHNIKY VŮČI MECHANICKÝM VLIVŮM PROSTŘEDÍ Praha

2 (VOLNÁ STRANA) 2

3 ČESKÝ OBRANNÝ STANDARD ZKOUŠKY ODOLNOSTI VOJENSKÉ TECHNIKY VŮČI MECHANICKÝM VLIVŮM PROSTŘEDÍ Základem pro tvorbu tohoto standardu byly originály následujících dokumentů: AECTP-400, Ed. 3 MECHANICAL ENVIRONMENTAL TESTS Zkoušky vlivu mechanického prostředí Úřad pro obrannou standardizaci, katalogizaci a státní ověřování jakosti Praha

4 OBSAH Strana 1 Předmět standardu Nahrazení standardů (norem) Souvisící dokumenty Zpracovatel ČOS Použité zkratky a značky Zkušební metody METODA 401 VIBRACE METODA 402 AKUSTICKÝ ŠUM METODA 403 RÁZ S KLASICKÝM PRŮBĚHEM METODA 404 KONSTANTNÍ ZRYCHLENÍ METODA 405 STŘELBA ZE STŘELNÝCH ZBRANÍ METODA 406 VOLNĚ LOŽENÝ NÁKLAD METODA 407 UPEVŇOVÁNÍ MATERIÁLU METODA 408 PŘEPRAVA ROZMĚRNÝCH KOMPLETŮ METODA 409 ZVEDÁNÍ MATERIÁLU METODA 410 STOHOVÁNÍ MATERIÁLU METODA 411 OHYB MATERIÁLU METODA 412 UKLÁDÁNÍ MATERIÁLU DO REGÁLŮ METODA 413 AKUSTICKÝ ŠUM KOMBINOVANÝ S TEPLOTOU A VIBRACEMI METODA 414 MANIPULACE METODA 415 VÝBUCHOVÝ RÁZ METODA 416 RÁZY V ŽELEZNIČNÍ PŘEPRAVĚ METODA 417 RÁZ SRS (SPEKTREM RÁZOVÝCH ODEZEV) METODA 418 POHYBLIVÁ PLATFORMA METODA 419 HODNOCENÍ A ZKOUŠENÍ PODVODNÍCH VÝBUCHŮ METODA 420 VIBRAČNÍ TŘEPÁNÍ ZA LETU METODA 421 VIBRAČNÍ A RÁZOVÉ ZKOUŠENÍ S VÍCE BUDIČI METODA 422 BALISTICKÝ RÁZ

5 1 Předmět standardu ČOS ČOS ,, zavádí do prostředí ČR standardizační dokumenty NATO AECTP-400, Ed. 3 Mechanical Environmental Test (Zkoušky vlivu mechanického prostředí). AECTP-400 je přejímána STANAG 4370, k němuž se ČR rozhodla přistoupit a zavést s výhradou. Výhrada se týká zákazu používání, vývoje, výroby, skladování a převozu kazetové munice a o jejím zničení v souladu se zákonem č. 213/2011 Sb. Tato výhrada se nepromítne v textu tohoto ČOS. ČOS neřeší odolnost kazetové munice vůči mechanickým vlivům prostředí. V tomto ČOS se stanovují metody zkoušení odolnosti vojenské techniky a materiálu vůči vlivům různých druhů a kombinací mechanických prostředí. 2 Nahrazení standardů (norem) Tento standard nahrazuje ČOS ,, Oprava 1 Zkoušky odolnosti vojenské techniky vůči mechanickým vlivům prostředí, který se od data účinnosti tohoto standardu ruší. 3 Souvisící dokumenty V tomto ČOS jsou normativní odkazy na následující citované dokumenty (celé) nebo jejich části), které jsou nezbytné pro jeho použití. U odkazů na datované citované dokumenty platí tento dokument bez ohledu na to, zda existují novější vydání/edice tohoto dokumentu. U odkazů na nedatované dokumenty se používá pouze nejnovější vydání/edice dokumentu (včetně všech změn). STANAG 4370 STANAG 4375 AECTP-100 AECTP-200 AECTP-230 AECTP-240 AECTP-250 ENVIRONMENTAL TESTING Zkoušky vlivu prostředí SAFETY DROP, MUNITION TEST PROCEDURE Postupy testování munice pádovou zkouškou ČOS Postupy testování munice pádovou zkouškou ENVIRONMENTAL GUIDELINES FOR DEFENCE MATERIEL Směrnice ke vlivu prostředí na vojenský materiál ENVIRONMENTAL CONDITIONS Vliv okolního prostředí na vojenskou techniku ČOS Vliv okolního prostředí na vojenskou techniku CLIMATIC CONDITIONS Klimatické podmínky ČOS Vliv okolního prostředí na vojenskou techniku. Klimatické podmínky MECHANICAL CONDITIONS Mechanické podmínky ELECTRICAL AND ELECTROMAGNETIC ENVIRONMENTAL CONDITIONS Podmínky elektrického a elektromagnetického prostředí ČOS Vliv okolního prostředí na vojenskou techniku. podmínky elektrického a elektromagnetického prostředí 5

6 AECTP-300 AECTP-500 AECTP-600 CLIMATIC ENVIRONMENTAL TESTS Zkoušky vlivu klimatického prostředí ČOS Zkoušky odolnosti vojenské techniky vůči klimatickým vlivům prostředí ELECTROMAGNETIC ENVIRONMENTAL EFFECTS TEST AND VERIFICATION Zkoušky a ověření účinků elektromagnetického prostředí. ČOS Zkoušky vojenské techniky v elektrickém a elektromagnetickém prostředí THE TEN STEP METHOD FOR EVALUATING THE ABILITY OF MATERIEL TO MEET EXTENDED LIFE REQUIREMENTS AND ROLE AND DEPLOYMENT CHANGES Desetistupňová metoda hodnocení způsobilosti materiálu vyhovět požadavkům prodloužené doby životnosti a změnám funkce a nasazení ČOS Metoda hodnocení způsobilosti vojenského materiálu splnit požadavky na prodloužení životnosti POZNÁMKA Ostatní odkazy a souvisící dokumentace (MIL,.) uvedené v jednotlivých kapitolách (zkušebních metodách) mají informativní charakter a nevztahuje se na ně úvodní odstavec v kapitole 3. Jsou ponechány v textu podle originálního dokumentu jako možné zdroje dalších informací a vysvětlení různých postupů a vývoje zkušební metody. 4 Zpracovatel ČOS VOP-026 Šternberk, s.p., divize VTÚPV Vyškov, Ing. Oldřich Fojtík 5 Použité zkratky a značky Zkratka Název v originálu Český název a Acceleration Zrychlení a ef a rms (g rms) Efektivní hodnota zrychlení a m G s, G peak Mezní (vrcholové) zrychlení ABAQUS Není známo Modulární systém pro řešení statistických problémů a frekvenčních analýz metodou konečných prvků AECTP Allied Environmental Conditions and Test Publication Spojenecká publikace o testování podmínek životního prostředí ALARP As low as reasonably practicable Tak nízké, jak je rozumné a možné (analýza efektivnosti nákladů) AR Aspect Ratio Štíhlostní poměr ARP Actual Response Profile Profil skutečných odezev ASAS All Source Analysis System Systém hodnocení údajů ze všech zdrojů ASD Acceleration Spectral Density Spektrální hustota zrychlení BPF Blade Passage Frequency Průtočný kmitočet rotorových listů BH&T Ballistic Hull and Turret Balistická korba a věž 6

7 BR Není znám Není znám CB Není znám Není znám COTS Commercial off-the-shelf Komerční výrobek CSD Cross Spectral Density Vzájemná spektrální hustota DAA Doubly Asymptotic Approximation Dvojitá asymptotická aproximace Def Stan (Def-Stan) Defence Standard Obranný standard (V. Británie) DFL Distribution-free Tolerance Limit Horní nerozložená toleranční mez DOF Degree of Freedom Stupeň volnosti DRP Desired Response Profile Profil požadovaných odezev DYNA Není známo Softwarový program pro nelineární analýzu metodou konečných prvků ECM Electronic Countermeasures Elektronická protiopatření EMC Electromagnetic Compatibility Elektromagnetická kompatibilita EMI Electromagnetic Interference Elektromagnetická interference EMP Electromagnetic Pulse Elektromagnetický impulz ENV Upper Limit Horní mez ESD Energy Spectral Density Průměrná spektrální hustota energie ESS Environmental Stress Screening Zatížení vlivem prostředí ETL Empirical Tolerance Limit Horní empirická toleranční mez F.R.F. Frequency Restricted Function Funkce omezená kmitočtem FEM Final Element Method Metoda konečných prvků FFT Fast Fourier Transformation Rychlá Fourierova transformace FLSC Flexible Linear Shaped Charge Pružná lineární kumulativní nálož FMEA Failure Modes and Effects Analysis Analýza druhů a následků poruch FS Fourier Spectrum Fourierovo spektrum ft Foot Stopa (jednotka délky); 1 ft = 30,47997 cm g Acceleration of gravity Tíhové zrychlení g ef Acceleration of gravity rms (g rms) Efektivní hodnota tíhového zrychlení GAM Není známo Není znám Grms Root-mean-square of Acceleration Efektivní hodnota zrychlení inch inch Palec (anglická délková jednotka); 1 inch = 25,39978 mm ISA International Standard Atmosphere Mezinárodní klimatický standard ISO International Organization for Standardization Mezinárodní organizace pro normalizaci ITOP International Test Operations Mezinárodní provozní metoda zkoušení Procedure lb (lbs) Pound (pounds) Anglická libra (jednotka hmotnosti); 1 lb = 453,59243 g LBSS Large Scale Ballistic Shock Simulator Balistický rázový simulátor LCEP Life Cycle Environmental Profile Profil prostředí životního cyklu LWSM Lightweight Shock Machine Lehký rázový stroj MCF Multi Coherence Function Multikoherenční funkce 7

8 MDF Mild Detonating Fuse Pomalu detonující bleskovice MEMA Multi-exciter Multi-axis Více budičů více os MESA Multi-exciter Single Axis Více budičů jediná osa MIF Modal Indicator Function Modální indikační funkce MIL-STD Military Standard Vojenský standard (USA) MIMO Multi-exciter Multi-output Více budičů více výstupů MPH (mph) Miles per Hour Míle za hodinu (jednotka rychlosti) MIMO Multi-exciter Multi-output Více budičů více výstupů MPH (mph) Miles per Hour Míle za hodinu (jednotka rychlosti) MWSM Medium Weight Shock Machine Rázový stroj střední hmotnosti NASTRAN Není známo Počítačový program pro modelování a analýzy metodou konečných prvků NBROR Narrowband Random-on-random Úzkopásmové náhodné na širokopásmové náhodné NCL Normal Confidence Limit Horní mez normální jistoty NES Nějaký předpis NPL Normal Prediction Limit Horní mez normální předpovědi NTL Normal One-sided Tolerance Limit Horní mez normální jednostranné tolerance OASPL Overall Sound Pressure Level Celková úroveň akustického tlaku Oz ounce Unce (jednotka hmotnosti); 1 oz = 28,34953 g PC Personal Computer Osobní počítač PSD Power spectral density Výkonová spektrální hustota RAF Royal Air Force Královské letectvo (V. Británie) RLDS Response Location Distance Scaling Distanční modelování odezvy RMS (rms) Root Mean Square Efektivní hodnota S&L Straight and Level Flight Přímý a vodorovný let SDOF Single Degree of Freedom Jeden stupeň volnosti SES Source Energy Scaling Modelování zdrojové energie SLEP Service Life Environmental Profily prostředí provozního života Profiles SOR Sine-on-random Sinusová-na-náhodné SRS Shock Response Spectrum Spektrum rázové odezvy STANAG Standardization Agreement Standardizační dohoda (NATO) UNDEX Underwater Explosion Podvodní výbuch WUT Wind-up-turn Výkrut 6 Zkušební metody AECTP-400 je jedním z pěti dokumentů *), které přejímá STANAG V procesu přiřazování vlivů vnějšího prostředí konkrétnímu materiálu se AECTP-400 nepoužívá samostatně, ale ve spojení s dalšími AECTP, které jsou zavedeny do systému českých obranných standardů. Tento proces zajišťuje, že materiál je navržen, konstruován, vyvíjen 8

9 a zkoušen podle požadavků, které jsou přímo odvozeny od očekávaných podmínek skutečného použití. Zvlášť důležité je používat dokument AECTP-400 spolu s dokumentem AECTP-100, který obsahuje strategii, plánování a realizaci úkolů v oblasti působení vlivů vnějšího prostředí a s dokumentem AECTP-200 (230, 240 a 250), který podává informace o charakteristikách vnějšího prostředí a poskytuje návod pro výběr zkušebních metod. Zkušební metody, uvedené v tomto standardu (tj. v ČOS ) spolu s dalšími poznatky, by měly zabezpečit základní úroveň poznání, která poslouží k dostatečnému (přiměřenému) navržení a ověření odolnosti materiálu vůči specifickým účinkům mechanického prostředí. Je nutno vzít v úvahu, že zkušební metody vždy pouze imitují účinky závažných vlivů vnějšího prostředí a nemohou být přesnou kopií skutečných vnějších podmínek. Pokud je to možné, používají se pro zamýšlené aplikace limity. Kde jsou dostupné naměřené údaje, je doporučeno pro stanovení náročnosti zkoušek používat tyto údaje. Zkušební metody AECTP-400 (tedy zkušební metody uvedené v tomto ČOS) zahrnují mechanické vlivy vnějšího prostředí, a to jak samostatně, tak v kombinaci s ostatními vlivy, např. s klimatickými vlivy prostředí, obsaženými v dokumentu AECTP-300. Aplikace kombinovaných vlivů prostředí je závažná a často působící oblast vlivů vnějšího prostředí, ve které můžeme očekávat poruchy vlivem potenciálních vzájemně působících účinků. Zkušební metody v tomto standardu vyjadřují současný stav metodologie ve zkušebnictví. Tento stav není vyčerpávající a bude upravovaný tak, jak se další metody budou vyvíjet. Nepředpokládá se, že je nutné použít všechny zkoušky na veškerou techniku, je ale nutné zkoušky vybrat podle charakteru a podmínek provozu konkrétního zařízení. Při zpracovávání programu zkoušek je třeba brát v úvahu plánovaný životní cyklus materiálu a změny v odolnosti materiálu, způsobené dlouhotrvajícím vystavením materiálu různým mechanickým prostředím. Podmínky vlivu vnějšího prostředí mají být také přizpůsobeny základně (nosiči), na které je materiál uložen. Návody pro použití těchto aspektů a informace o charakteristikách prostředí jsou uvedeny v dokumentu AECTP-200 (230, 240, 250). Směrnice pro plánování a realizaci úkolů v oblasti působení vlivů vnějšího prostředí jsou stanoveny v dokumentu AECTP-100. Tento standard nebyl rozpracován výslovně k tomu, aby pokryl následující aplikace, ale v některých případech se mohou použít: a. účinky na výzbroj jiné než elektromagnetický impulz (EMP); b. zkoušky bezpečnosti munice zahrnující neobvyklá prostředí; c. zkoušení balení; d. vhodnost oděvů nebo dílů z tkanin určených pro vojenské použití; e. metody a postupy vyhodnocování zatížení vlivem prostředí (ESS). Zkušební metody stanovené pro oblast zkoušení odolnosti vojenské techniky vůči mechanickým vlivům prostředí jsou popsány v následujících kapitolách 7 až 28. 9

10 (VOLNÁ STRANA) 10

11 7 METODA 401 VIBRACE OBSAH Strana 7.1 ROZSAH PLATNOSTI Účel Použití Omezení NÁVOD PRO ZKOUŠENÍ Vlivy prostředí Využití naměřených údajů Posloupnost Výběr zkušebních postupů Druhy vibrací Strategie řízení a možnosti volby Provoz materiálu NÁROČNOSTI Všeobecná ustanovení Pomocný odhad Antivibrační systém Subsystémy INFORMACE, KTERÉ MÁ POSKYTOVAT SMĚRNICE PRO ZKOUŠKU Povinné Jsou-li požadované PODMÍNKY A POSTUPY ZKOUŠENÍ Tolerance a souvisící charakteristiky Podmínky pro instalaci zkoušeného objektu Příprava zkoušky Postupy VYHODNOCENÍ VÝSLEDKŮ ZKOUŠKY ODKAZY A SOUVISÍCÍ DOKUMENTY

12 Přílohy Příloha 7A Příloha 7B VIBRACE KOLOVÉHO VOZIDLA SMĚRNICE PRO VÝCHOZÍ NÁROČNOST ZKOUŠKY.. 30 VIBRACE PÁSOVÉHO VOZIDLA SMĚRNICE PRO VÝCHOZÍ NÁROČNOST ZKOUŠKY. 40 Příloha 7C VIBRACE LETOUNŮ - SMĚRNICE PRO VÝCHOZÍ NÁROČNOST ZKOUŠKY Příloha 7D VIBRACE VRTULNÍKU (LETADLA S ROTUJÍCÍMI KŘÍDLY) - SMĚRNICE PRO VÝCHOZÍ NÁROČNOST ZKOUŠKY Příloha 7E OBECNÉ VIBRACE - SMĚRNICE PRO VÝCHOZÍ NÁROČNOST ZKOUŠKY

13 7.1 ROZSAH PLATNOSTI Účel Účelem této metody zkoušení je reprodukovat účinky vibračních prostředí vznikajících poblíž systémů, subsystémů a zařízení, dále nazývaných materiál, za předepsaných provozních podmínek Použití Tato metoda zkoušení je vhodná tam, kde se požaduje, aby materiál prokázal svou schopnost odolat předepsanému vibračnímu prostředí bez nepřijatelného znehodnocení svých funkčních nebo konstrukčních charakteristik. AECTP-100 a 240 poskytují další směrnice pro výběr metody zkoušení pro specifické vibrační prostředí Omezení Někdy není možné simulovat určitá skutečná provozní vibrační prostředí, protože omezení daná přípravky nebo fyzikálními možnostmi mohou zabránit uspokojivé aplikaci vibračních buzení na zkoušený objekt. 7.2 NÁVOD PRO ZKOUŠENÍ Vlivy prostředí Následující seznam není všezahrnující, ale poskytuje příklady problémů, které se mohou objevit, pokud je materiál vystaven vibračnímu prostředí: a. mechanické poškození vodičů; b. uvolňování upevňovacích prvků; c. přerušené elektrické spoje; d. vzájemný kontakt a krátké spojení elektrických součástek; e. deformace těsnění; f. únava materiálu (konstrukce a součástek); g. optické vychýlení; h. tvorba trhlin a prasklin; i. uvolňování částic nebo dílů, které se mohou usazovat v obvodech nebo ústrojích; j. nadměrný elektrický šum Využití naměřených údajů Kde je to účelné, doporučuje se naměřené údaje o vibračních polích využít pro odvození úrovní zkoušení. Obzvlášť důležité je použít údaje o polích tam, kde je záměrem dosáhnout přesnou simulaci. Dostačující údaje je žádoucí získat k přiměřenému popisu podmínek pro hodnocení vlivů na materiál v každé fázi LCEP. Vzorová velikost měřených dat se považuje za minimum dostačující k vysvětlení rozptylu dat vzniklého následkem doby a podmínek přepravy, nosnosti, provozního personálu a podmínek provozního prostředí. 13

14 7.2.3 Posloupnost Účinky vibrací mohou ovlivňovat funkční charakteristiku materiálu tehdy, je-li materiál zkoušen v jiných podmínkách prostředí, jako je teplota, vlhkost, tlak, elektromagnetismus apod. Je nezbytné, aby materiál, který je pravděpodobně citlivý na kombinaci různých prostředí, se zkoušel současně v příslušných kombinacích. Pokud se usoudilo, že konfigurovat kombinovanou zkoušku není nezbytné nebo účelné a pokud se požaduje ověřit účinky vibrací společně s jinými prostředími, doporučuje se provést postupně jednotlivé zkoušky v příslušných podmínkách různých prostředí. Při stanovování pořadí zkoušek se doporučuje vzít v úvahu Profily prostředí provozního života (Service Life Environmental Profiles) - pořadí zkoušek musí být kompatibilní. Pokud přetrvávají nějaké pochybnosti týkající se pořadí zkoušek, potom jakékoli zkoušení vibrací se doporučuje provést jako první Výběr zkušebních postupů Výběr zkušebních postupů je určován mnoha faktory včetně provozního vibračního prostředí a druhu materiálu. Těmito a dalšími faktory se zabývají všeobecné požadavky v AECTP-100 a definice prostředí v AECTP-240. Tato metoda zkoušek obsahuje čtyři postupy : Postup I Postup II Postup III Postup IV Sinusové vibrace s rozmítaným kmitočtem Sinusové vibrace s pevným kmitočtem Náhodné vibrace (složené vibrace) Náhodné vibrace (podvěsy) Tabulka 1 poskytuje matici pro výběr postupu zkoušek jako funkce instalace a druhu prostředí. Materiál může být vystaven více než jednomu vibračnímu prostředí. Například materiál instalovaný v letadle bude vystaven jak přepravnímu prostředí, tak prostředí vyvolanému letadlem. V takových případech se může požadovat, aby se materiál zkoušel více než jedním postupem Druhy vibrací V následujících článcích je uveden stručný popis každého druhu vibrací, které se mohou použít v postupech I až IV Sinusové vibrace s rozmítaným kmitočtem Sinusové vibrace s rozmítaným kmitočtem se skládají ze sinusového pohybu, jehož kmitočet se mění specifikovanou rychlostí rozmítání v určitém kmitočtovém rozsahu. Amplituda pohybu se může také měnit v celém kmitočtovém rozsahu. Tento druh vibrací se vztahuje na prostředí, kde je materiál vystaven v první řadě vibracím periodické povahy. Může se aplikovat také tam, kde by se měla posoudit únava materiálu. 14

15 Náročnost sinusové vibrace s rozmítaným kmitočtem je definována následujícími parametry: profilem amplitud a kmitočtů; intenzitou rozmítání a typem rozmítání; dobou trvání zkoušky Sinusové vibrace s pevným kmitočtem ČOS Sinusové vibrace s pevným kmitočtem se vztahují na řadu materiálů vystavených pevným a známým kmitočtům. Také se může týkat rychlé akumulace změn zatížení za účelem určení únavových jevů. Náročnost sinusové vibrace s pevným kmitočtem je definována následujícími parametry: amplitudou (amplitudami) vibrací; kmitočtem sinusoid(y); dobou trvání zkoušky Širokopásmové náhodné vibrace Širokopásmové náhodné vibrace ukazují okamžité úrovně zrychlení s jmenovitým Gaussovým rozdělením v časové oblasti. Spektrální úrovně mohou být konstantní nebo tvarované v širokém frekvenčním rozsahu. Těmto podmínkám bude pravděpodobně někdy během svého provozního života vystavena většina materiálu. Náročnost širokopásmových náhodných vibrací je definována následujícími parametry: spektrálním profilem spektrální hustoty zrychlení (ASD); rozsahem zkušebních kmitočtů; úplnou efektivní hodnotou zrychlení (a ef ) ve zkušebním kmitočtovém rozsahu; dobou trvání zkoušky Úzkopásmové náhodné vibrace s pevným kmitočtem Úzkopásmové náhodné vibrace s pevným kmitočtem mají svou spektrální amplitudu omezenou v rámci úzkého kmitočtového pásma. Mohou se použít pro zobrazení vibrací, které jsou periodické, ale ne nevyhnutelně sinusové. Náročnost úzkopásmových náhodných vibrací o stálém kmitočtu je definována následujícími parametry: spektrálním profilem spektrální hustoty zrychlení (ASD); rozsahem zkušebních kmitočtů; úplnou efektivní hodnotou zrychlení (a ef ) ve zkušebním kmitočtovém rozsahu; dobou trvání zkoušky Úzkopásmové náhodné vibrace s rozmítaným kmitočtem Úzkopásmové náhodné vibrace s rozmítaným kmitočtem jsou definovány jako úzké pásmo náhodných vibrací, které se rozmítají ve vymezeném kmitočtovém rozsahu. 15

16 Náročnost úzkopásmových náhodných vibrací s rozmítaným kmitočtem je definována následujícími parametry: spektrálním profilem spektrální hustoty zrychlení úzkého pásma; rozsahem rozmítaných kmitočtů; úplnou efektivní hodnotou zrychlení (a ef ), úroveň úzkého pásma (pásem); intenzitou a typem rozmítání; dobou trvání zkoušky Sinusové vibrace o stálém kmitočtu na širokopásmové náhodné vibraci Sinusové vibrace o stálém kmitočtu na širokopásmové náhodné vibraci jsou definovány jako jedna nebo více sinusoid o stálém kmitočtu superponovaných na širokopásmové náhodné vibraci. Tam, kde je předepsáno několik hostitelských platforem, mohou být typičtější sinusové vibrace s rozmítaným kmitočtem nebo úzkopásmové náhodné vibrace s rozmítaným kmitočtem na širokopásmové vibraci. Náročnost složených vibrací skládajících se ze sinusového prvku (prvků) o stálém kmitočtu na širokopásmovém náhodném vibračním pozadí je definována následujícími parametry: spektrálním profilem spektrální hustoty zrychlení širokopásmové náhodné vibrace; rozsahem zkušebních kmitočtů širokopásmové náhodné vibrace; úplnou efektivní hodnotou zrychlení (a ef ) širokopásmového náhodného spektra v rozsahu zkušebních kmitočtů; amplitudou (amplitudami) sinusoidy (sinusoid); kmitočtem sinusoidy (sinusoid); dobou trvání zkoušky Sinusové vibrace s rozmítaným kmitočtem na širokopásmové náhodné vibraci Sinusové vibrace s rozmítaným kmitočtem na širokopásmové náhodné vibraci jsou definovány jako jedna nebo více sinusoid rozmítaných přes kmitočtový rozsah a superponovaných na náhodné vibraci. Náročnost složených vibrací skládajících se ze sinusového prvku (prvků) s rozmítaným kmitočtem na pozadí náhodné vibrace je definována následujícími parametry: spektrálním profilem spektrální hustoty zrychlení širokopásmové náhodné vibrace; rozsahem zkušebních kmitočtů širokopásmové náhodné vibrace; úplnou efektivní hodnotou zrychlení (a ef ) širokopásmové náhodné vibrace v rozsahu zkušebních kmitočtů; profilem (profily) amplitudy (amplitud) a kmitočtu sinusoid; intenzitou a typem rozmítání; dobou trvání zkoušky. 16

17 TABULKA 1 Výběr postupů vibračních zkoušek ČOS Prostředí Platforma Kategorie Popis materiálu 401 Postup zkoušky Obrázek nebo tabulka Přeprava Vozidlo Kolový nákladní Materiál jako III 1 automobil upevněný náklad Přeprava kolovými vozidly ložený 406 Materiál volně Viz Metoda Vozidlo s rozměrným Upevněné Viz Metoda nákladem rozměrné sestavy, 408 skříně Letadlo Proudové Materiál v letounu I, II, III 9, 10 Vrtulové jako upevněný I, II, III 8 Vrtulník náklad I, II, III 15 Loď Hladinová Materiál na lodi jako I, II, III Tab. 10 Ponorka upevněný náklad I, II, III Tab. 10 Železnice Vlak Materiál jako náklad I, II, III 18 Indukovaný Vozidlo Taktické Materiál na úkol kolové vozidlech jako III 2 Jednonápravový upevněný náklad III 3 přívěs Pásové III 4 až 7 Letadlo Proudové Materiál instalovaný I, II, III 9 až 11 Vrtulové v letadlech a jako I, II, III 6 Vrtulník náklad I, II, III 15 Letadlové Proudové Montované podvěsy I, II, III 12 Proudové V podvěsech I, II, III 13 podvěsy Vrtulové Montovaný/instalovaný v podvěsech I, II, III 6 Vrtulník Montovaný/instalovaný v podvěsech I, II, III 16 Řízené Taktické Montovaný/instalovaný ve střelách I, II, III, IV střely (volný let) Motory Proudové Instalovaný na I, II, III 14 Integrita Všechny Minimální Materiál blízko I, II, III Vývoj požadavek Všechny Konstrukční nástroj izolátorů První prototypová nebo konstrukční zkouška METODA 401 Postupy vibračních zkoušek: Postup I Sinusové vibrace s rozmítaným kmitočtem Postup II Sinusové vibrace s pevným kmitočtem Postup III Náhodné vibrace (složené vibrace) Postup IV Náhodné vibrace (podvěsy) I, II, III, IV 17

18 Úzkopásmové náhodné vibrace s pevným kmitočtem na širokopásmové náhodné vibraci Úzkopásmové náhodné vibrace s pevným kmitočtem na širokopásmové náhodné vibraci jsou definovány jako jedna nebo více úzkých pásem náhodné vibrace superponované na širokopásmové náhodné vibraci. Tento druh vibrace je v podstatě shodný s výše popsanou širokopásmovou náhodnou vibrací. Náročnost složených vibrací úzkopásmové náhodné složky (složek) o pevném středním kmitočtu superponované na pozadí širokopásmové náhodné vibrace je definována následujícími parametry: spektrálním profilem spektrální hustoty zrychlení širokopásmové náhodné vibrace; rozsahem zkušebních kmitočtů; spektrálním profilem spektrální hustoty zrychlení úzkopásmové náhodné vibrace; efektivní hodnotou zrychlení (a ef ) v rozsahu zkušebních kmitočtů; dobou trvání zkoušky Úzkopásmové náhodné vibrace s rozmítaným kmitočtem na širokopásmové náhodné vibraci Úzkopásmové náhodné vibrace s rozmítaným kmitočtem na širokopásmové náhodné vibraci jsou definovány jako jedno nebo více úzkých pásem náhodné vibrace rozmítané přes kmitočtový rozsah a superponované na pozadí širokopásmové náhodné vibrace. Náročnost složené rozmítané úzkopásmové náhodné vibrace superponované na pozadí širokopásmové náhodné vibrace je definována následujícími parametry: spektrálním profilem spektrální hustoty zrychlení širokopásmové náhodné vibrace; rozsahem zkušebních kmitočtů; spektrálními profily spektrální hustoty zrychlení úzkopásmové náhodné vibrace; rozsahem rozmítaného kmitočtu; intenzitou a typem rozmítání; efektivní hodnotou zrychlení (a ef ) v rozsahu zkušebních kmitočtů; dobou trvání zkoušky Strategie řízení a možnosti volby Strategie Vibrační buzení je regulováno v určených mezích snímáním vibračního pohybu zkoušeného objektu v určených místech. Tato místa mohou být v upevňovacích bodech zkoušeného objektu nebo v jejich těsné blízkosti (řízený vstup) nebo na určených místech zkoušeného objektu (řízená odezva). Vibrační pohyby se mohou snímat v jednom místě (jednobodové řízení) nebo na několika místech (vícebodové řízení). Strategie řízení bude předepsána ve Směrnici pro zkoušku. Ale je třeba poznamenat, že by měla být ovlivněna: výsledky předběžných vibračních měření uskutečněných na materiálu a jeho upevnění; respektováním specifikace zkoušek v rámci odchylek podle článku 7.5.1; kapacitou zkušebních zařízení. 18

19 Vzhledem k možnosti kolísání kmitočtu je nutné při provádění sinusové rezonanční prodlevy se stálým kmitočtem vyzkoušet, že kmitočet je neustále nastaven tak, aby se zajistila maximální odezva. Jsou dostupné dvě metody: pátrat po maximální dynamické odezvě; udržovat fázi mezi řídícími a snímacími body Volba jednobodového řízení Tato volba se může použít, pokud předběžná vibrační měření ukazují, že vstupy do zkoušeného objektu jsou obyčejně sobě rovné v každém upevňovacím místě nebo pokud jeden kontrolní snímač zrychlení přesně zobrazuje průměr vstupů v každém upevňovacím místě. Jediný řídící bod se vybírá: buď ze všech upevňovacích míst; nebo z významných bodů z pohledu odezvy zkoušeného objektu; nebo takovým způsobem, který zajistí nejlepší možné řešení pro dosažení tolerancí v místech upevnění Volba vícebodového řízení (průměr) Tato volba se může použít, pokud předběžná vibrační měření ukazují, že vstupy do zkoušeného objektu se výrazně mění mezi upevňovacími místy. Řídící body, obvykle dva nebo tři, se vyberou s použitím stejných kritérií uvedených v článku pro volbu jednobodového řízení. Ale řízení pro: náhodné - bude založeno na průměru ASD vybraných řídících bodů; sinusové - bude založeno na průměru vrcholových hodnot odezev ve vybraných řídících bodech Volba vícebodového řízení (maximum) Tato volba se může použít, pokud odezvy nepřesahují dané hodnoty, ale je potřeba dávat pozor na to, aby nedošlo k nedokonalému odzkoušení. Výsledky předběžných měření vibrací se používají pro pomoc při definování těch řídících bodů na zkoušeném objektu, ve kterých se vyskytují maximální reakční pohyby. Řídící body, obvykle dva nebo tři, se vyberou s použitím stejných kritérií uvedených v článku pro volbu jednobodového řízení. Ale řízení pro: náhodné - bude založeno na maximální spektrální odezvě v kterémkoli z vybraných řídících bodů; sinusové - bude založeno na maximální vrcholové odezvě v kterémkoli z vybraných řídicích bodů Provoz materiálu Zkoušku se doporučuje provést s materiálem v provozním režimu předepsaném ve Směrnici pro zkoušku nebo v příslušné specifikaci zkoušení. Specifikace zkoušení může vyžadovat provoz, sledování výkonu a zdokumentování elektrických, mechanických, hydraulických nebo dalších systémů během vibračních zkoušek. 19

20 7.3 NÁROČNOSTI Všeobecná ustanovení Pokud je to účelné, úrovně a doba trvání zkoušek se stanoví s využitím projektovaných profilů provozního použití a dalších důležitých a dosažitelných dat. Pokud nejsou data dostupná, musí se výchozí náročnost zkoušek vyhledat v příloze 7A; tato náročnost se doporučuje použít v kombinaci s příslušnými informacemi uvedenými v AECTP-240. Tyto náročnosti by se měly považovat za výchozí hodnoty až do získání měřených dat. Kde je to potřebné, mohou se tyto náročnosti v pozdější etapě doplnit k datům získaným přímo z programu měření prostředí Pomocný odhad Je nutné vzít na vědomí, že vybrané zkoušky nemohou být dostačující simulací úplného prostředí, a proto tedy pro doplnění výsledků zkoušek může být potřebný pomocný odhad Antivibrační systém Materiál určený pro použití s antivibračním systémem se doporučuje běžně zkoušet s umístěnými antivibračními vložkami. Není-li účelné provádět vibrační zkoušku s příslušnými antivibračními vložkami nebo je-li dynamická charakteristika instalace materiálu velmi proměnlivá (například teplotně závislá) doporučuje se zkoušku provést bez antivibračních vložek v modifikované náročnosti stanovené ve Směrnici pro zkoušku. V případě, že by nepřetržitá vibrační zkouška mohla způsobit nereálné zahřívání zkoušeného objektu nebo antivibračních vložek, doporučuje se buzení přerušovat na dobu a v intervalech stanovených ve Směrnici pro zkoušku Subsystémy Jestliže je to plánem zkoušek určeno, subsystémy materiálu se smí zkoušet odděleně. Subsystémy se mohou vystavit rozdílným vibračním úrovním. V tomto případě by Směrnice pro zkoušku měla určovat zkušební úrovně zvlášť pro každý subsystém. 7.4 INFORMACE, KTERÉ MÁ POSKYTOVAT SMĚRNICE PRO ZKOUŠKU Povinné: a. identifikace zkoušeného objektu; b. definování zkoušeného objektu; c. druh zkoušky (vývojová, schvalovací atd.); d. orientace zkoušeného objektu ve vztahu k osám zkoušení; e. zda a kdy se mají provést provozní ověření; f. pro účely výchozího a konečného ověření upřesnit, zda se mají provádět na zkoušeném objektu naistalovaném na zkušebním zařízení; g.. další důležité údaje požadované k provedení zkoušky a provozních ověření; h. strategie řízení vibrací; i.. sledovací a kontrolní body nebo postup výběru těchto bodů; j. doba kondicionování; k.. použití nebo nepoužití antivibračních prostředků; l. stanovení náročnosti zkoušky; 20

21 m. udání kritérií poruchy; n. v případě rozměrného zkoušeného objektu nebo složitého upevňování činitele pro kontrolu překročení tolerancí; o. jakékoli další podmínky prostředí, ve kterých se má provádět zkoušení, jestliže jsou jiné než standardní laboratorní podmínky Jsou-li požadované: a. konkrétní charakteristické znaky zkušební sestavy (vibrátor, upevnění, propojení atd.); b. účinek gravitace a vyplývající opatření; c. hodnota tolerovaného rušivého magnetického pole; d. tolerance, pokud se liší od tolerancí uvedených v článku PODMÍNKY A POSTUPY ZKOUŠENÍ Tolerance a souvisící charakteristiky Sinusové vibrace Je žádoucí, aby zkušební zařízení bylo schopné excitovat materiál způsobem určeným ve Směrnici pro zkoušku. Pohyb by měl být sinusový a takový, aby se upevňovací body zkoušeného objektu pohybovaly podstatně ve fázi s osou buzení a rovnoběžně s ní. Sinusové tolerance a souvisící charakteristiky stanovené dále v tabulce 2 (sinusové tolerance) se doporučuje používat a kontrolovat s nainstalovaným zkoušeným objektem. Pouze za výjimečných okolností by Směrnice pro zkoušku měla stanovit odlišné tolerance. Celý řídící systém zkoušení by neměl produkovat nejistoty překračující jednu třetinu tolerancí uvedených v tabulce 2. Tolerance spojené s parametry náročnosti zkoušky se nesmí používat k nadměrnému nebo naopak nedostatečnému zkoušení zkoušeného objektu. Jestliže nejsou tolerance dodrženy, doporučuje se zjištěné rozdíly zaznamenat ve zprávě ze zkoušek. 21

22 TABULKA 2 Sinusová vibrační zkouška - tolerance Parametr Kritické kmitočty (viz pozn. 1) Charakteristické kmitočty zkušebního profilu (viz pozn. 2) Rozmítaná frekvence (viz pozn. 3) +/- 10 % Základní amplituda vibrace (výchylka, rychlost, zrychlení) Rozdíl mezi nefiltrovaným signálem a filtrovaným signálem zrychlení (viz pozn. 4) Příčný pohyb v upevňovacích bodech Doba trvání zkoušky +/- 5 % POZNÁMKY k tabulce 2: Tolerance +/- 0,05 Hz od nuly do 0,5 Hz +/- 10 % od 0,5Hz do 5Hz +/- 0,5 Hz od 5 Hz do 100 Hz +/- 0,5 % nad 100Hz +/- 0,05 Hz od nuly do 0,25 Hz +/- 20 % od 0,25 Hz do 5 Hz +/- 1 Hz od 5 Hz do 50 Hz +/- 2 % nad 50 Hz +/- 15 % u řídícího signálu +/- 25 % v upevňovacích bodech až do 500 Hz +/- 50 % v upevňovacích bodech nad 500 Hz +/- 5 % na úrovních efektivní hodnoty zrychlení < 50 % z pohybu po určené ose až do 500 Hz < 100 % nad 500 Hz (ve zvláštních případech, např. u malých zařízení, může být příčný pohyb příslušně omezen na 25 % a 50 %) 1 Kritické kmitočty jsou kmitočty, v nichž: selhání zkoušeného objektu nebo jeho nestabilní výkon jsou způsobeny účinky vibrací; se vyskytnou mechanické rezonance a další účinky odezev, jako například odskok kontaktů. 2 Charakteristické kmitočty jsou: kmitočtové limity rozmítaného kmitočtového pásma; přechodné kmitočty profilu zkoušení. 3 Pokud není jinak stanoveno, mají být vibrace spojité s exponenciální změnou v rytmu jedné oktávy za minutu. 4 5% tolerance signálu odpovídá distorzi 32 % po využití vzorce: a 2 2 tot a 1 d = a 1 x 100 kde: a 1 = efektivní hodnota zrychlení na řídící frekvenci; a tot = celková efektivní hodnota aplikovaného zrychlení (vč. hodnoty a 1 ). 22

23 Náhodné vibrace ČOS Zkušební zařízení by mělo být schopné excitovat zkoušený objekt do podmínek náhodných vibrací stanovených ve Směrnici pro zkoušku. Pohyb vyvolaný náhodnou vibrací by měl být takový, aby se upevňovací body zkoušeného objektu pohybovaly v podstatě rovnoběžně s osou buzení. V těchto podmínkách amplitudy pohybu mohou projevit normální rozložení. Tolerance stanovené dále v tabulce 3 se doporučuje používat a kontrolovat s nainstalovaným zkoušeným objektem. Vzhledem k tomu, že čas zpětné vazby závisí na počtu stupňů volnosti, na analýze a přenosových pásmech, je důležité zvolit tyto parametry tak, aby se mohly dosáhnout zkušební tolerance a přesnost řízení. Pokud je to možné, shodné pásmo analýzy se doporučuje použít jak pro řízení, tak pro sledování. Jestliže to není možné, přiměřené meze se mají stanovit k výsledkům sledovací analýzy. Pro zkoušky rozmítaných úzkopásmových náhodných vibrací mohou být tolerance na rozmítaných složkách, kdekoli je to možné, stejné jako pro širokopásmové náhodné složky. Avšak v některých rozmítaných kmitočtech nelze tyto tolerance dosáhnout. Proto musí být toleranční požadavky pro tyto složky stanoveny ve Směrnici pro zkoušku. Celý řídící systém zkoušení včetně kontroly, obsluhy, záznamů atd. by neměl produkovat nejistoty překračující jednu třetinu tolerancí uvedených v tabulce 3. Tolerance spojené s parametry náročnosti zkoušky se nesmí používat k nadměrnému nebo naopak nedostatečnému zkoušení zkoušeného objektu. Jestliže nejsou tolerance dodrženy, doporučuje se zjištěné rozdíly zaznamenat ve zprávě ze zkoušek. TABULKA 3 Tolerance při zkoušce náhodných vibrací Parametr Počet (n) nezávislých statistických stupňů volnosti (DOF) pro řízení určité spektrální hustoty zrychlení (ASD) n>100 Tolerance Efektivní hodnota zrychlení a ef amplitudy měřené v řídícím bodu na ose zkoušení Maximální místní odchylka amplitudy řídicí ASD ve vztahu k předepsané ASD (viz pozn. 1 ) Maximální odchylka hodnoty a ef v upevňovacích bodech na ose zkoušení ASD měřená se stejnými stupni volnosti jako na ose zkoušení, podél dvou příčných směrů Amplitudové rozdělení okamžitých hodnot náhodné vibrace měřené v řídicím bodu (viz pozn. 2) +/- 10 % z předvolené efektivní hodnoty +/- 3 db pod 500 Hz +/- 6 db nad 500 Hz +/- 25 % z předvolené efektivní hodnoty Méně než 100 % z předepsané ASD řídicího bodu Nominálně Gaussovo Intenzita rozmítání kmitočtu (viz pozn. 2) +/- 10 % Doba trvání zkoušky +/- 5 % 23

24 POZNÁMKY k tabulce 3: 1 Součet jednotlivých hodnot mimo tolerovanou šířku pásma musí být maximálně 5 % z celkové zkušební řídicí šířky pásma. 2 Rozdělení by mělo obsahovat všechny jevy až do 2,7 standardních odchylek, kdežto jevy větší než 3 standardní odchylky se doporučuje udržovat v minimu. Pouze za výjimečných okolností by se mohly ve Směrnici pro zkoušku stanovit odlišné tolerance. 3 Pokud není jinak stanoveno, mají být vibrace spojité s exponenciální rychlostí rozmítání jedné oktávy za minutu Složené vibrace Na problémy v systému řízení můžeme narazit, když vystavíme zkoušený objekt složené vibraci takového druhu, jaký je popsán v článcích , a S některými řídicími systémy je možné blíže určit nekompatibilní rozmítané frekvence a strategie řízení (statistické stupně volnosti a počet řídících bodů). V takových případech může řídicí systém bez varování provádět zkoušku nesprávně v tom, že rozmítání možná nebude dokončené nebo dojde k překročení tolerancí. Navíc na problémy v řízení a výkonu se může narazit u zkoušky úzkopásmové náhodné na náhodné (NBROR) na elektrodynamických zkušebních soustavách, které znemožňují dosáhnout celkový jmenovitý objem výstupní síly. Proudová a napěťová omezení vibračního zesilovače během zkoušek NBROR mohou zabránit dosažení plného výkonu budiče. Je vhodná redukce silového výkonu zkušební soustavy na jednu třetinu až jednu polovinu z charakteristik a ef daných výrobcem v závislosti na zkušebním zařízení, velikosti zkušebního zatížení a charakteristice zatěžovací rezonance. Schopnost vibračního zkušebního zařízení a řídicího systému provést zkoušku tak, jak je stanoveno ve Směrnici pro zkoušku, se doporučuje ověřit před zahájením zkoušky. Jakékoli odchylky od Směrnice pro zkoušku se musí uvést v protokolu o zkoušce Podmínky pro instalaci zkoušeného objektu Všeobecná ustanovení Zkoušený objekt může být různý od součástí materiálu až po konstrukční sestavy obsahující několik rozdílných podskupin. V důsledku toho je třeba u instalačních postupů vzít v úvahu následující: upevnění zkoušeného objektu má simulovat skutečné provozní montážní upevnění (včetně antivibračních vložek a utahovacího momentu, je-li to vhodné); veškeré spoje (vodiče, potrubí atd.) se doporučuje instalovat tak, aby na zkoušený objekt přenášely podobné zatížení a namáhání jako při provozu. Doporučuje se zvážit také následující: možnost buzení zkoušeného objektu současně podél několika os použitím více než jednoho generátoru vibrací; rezonance materiálu; směr gravitace nebo zatížení (zařízení, antivibrační vložky atd.) se musí vzít v úvahu při korekci nebo při odpovídající simulaci. 24

25 Uspořádání zkoušky ČOS Pokud není stanoveno jinak, doporučuje se zkoušení uskutečnit postupně ve třech vzájemně kolmých osách se zkoušeným objektem orientovaným jako v normálním provozu. Zkoušený objekt by se měl napevno připevnit přímo k vibrátoru s využitím běžného způsobu jeho připevňování a vhodných přípravků. Tuhost montážního přípravku má být taková, aby jeho indukované vlastní frekvence byly co nejvyšší a neinterferovaly s odezvou zkoušeného objektu. Pro větší materiálové celky může být eventuálně zkoušený objekt odpružený od nosné konstrukce. V tomto případě se musí zkouška uspořádat tak, aby módy tuhého tělesa (posun a rotace) byly nižší než nejnižší zkušební kmitočty. Vibrace musí být přenášeny prostřednictvím tyče nebo vhodného montážního přípravku z vibrátoru do relativně tuhého, konstrukčně podepřeného bodu na povrchu zkoušeného objektu. Kontrolní přístroje se doporučuje instalovat tak, jak stanovuje Směrnice pro zkoušku nebo jejich umístění a připevnění určit v souladu s postupem obsaženým ve Směrnici pro zkoušku. Montážní přípravek by měl buzení do zkoušeného objektu aplikovat tak, aby simulovalo co nejpřesněji vibrace přenášené v provozu Zvláštní instalace Je možné použít následující instrukce: a. Materiál přepravovaný jako upevněný náklad: Bezpečně připevněte zkoušený objekt v jeho přepravním uspořádání na vibračním montážním přípravku nebo stole s použitím zadržovacích a upevňovacích prostředků stejného typu, jako se používají při skutečné přepravě. Doporučuje se zkoušení provádět s využitím typických stohovacích uspořádání. Buzení by se mělo aplikovat přes všechny reprezentativní osy. Materiál se běžně v tomto režimu neprovozuje. b. Materiál přepravovaný jako vnější náklad letadly: Kde je to účelné, doporučuje se zkoušení provádět se závěsnými oky v normální přepravní poloze. Zavěste podvěs z nosné konstrukce prostřednictvím jeho běžných závěsných ok, háků a příčných výztuh, které simulují provozní montážní zařízení. Podvěs může být eventuálně napevno připevněn přímo k budicímu zařízení za použití jeho normálních závěsných ok a vhodného montážního přípravku. U obou metod (kde je to vhodné) se musí odpalovací kolejnice použít jako součást zkušební sestavy. Přístrojové vybavení pro sledování vibrační odezvy podvěsu se doporučuje namontovat na nejméně dva relativně tuhé body nebo prstence uvnitř podvěsu jako například v příďové a záďové sekci. Pro podvěsy jako jsou pumy s nespojitými ocasními kužely se doporučuje upevňovací bod v zádi zvolit na nejvyšší části zádi hlavního tělesa podvěsu. V každém místě je žádoucí nainstalovat dva snímače zrychlení, jeden ve vertikální a druhý v příčné rovině. Podélný směr je rovnoběžný s osou podvěsu, svislý směr je definován jako kolmý k podélné ose a obsažený v rovině procházející závěsnými oky. 25

26 c. Materiál instalovaný na lodích. Materiál se doporučuje namontovat v jeho normální sestavě s běžným tlumičem rázů a vibrací používaným během celé zkoušky Příprava zkoušky Kondicionování před zkouškou Zkoušený objekt se doporučuje stabilizovat na jeho výchozí klimatické a jiné podmínky tak, jak určuje Směrnice pro zkoušku. Celková doba trvání expozice materiálu teplotním kondicionováním pro program zkoušek by měla být menší než doba odhadované životnosti jakékoli komponenty materiálu. Celková doba expozice musí být stanovena jako součet doby předběžného kondicionování, každé mimoprovozní doby a skutečné doby laboratorních zkoušek. Celková doba expozice větší než mez životnosti materiálu může vyvolat zrychlený režim závad materiálu nebo znehodnocení materiálu, což nesouvisí se simulovanými podmínkami zkoušení vlivu prostředí. Především se doporučuje postupovat opatrně při zkoušení energetických nebo chemicky reagujících materiálů, které degradují při zvýšené teplotě. Pro určení celkové doby expozice je potřebná konzultace s odborníkem na zkušební programy v každé fázi zkoušení vlivu prostředí mechanického, klimatického a elektrického a nějaký další mimoprovozní čas před závěrečnými provozními nebo výkonovými ověřeními. Mimoprovozní doba nebo doba předběžného kondicionování, jako například udržování objektu v kondicionované teplotě celý týden, může mít významný dopad. Konkrétní podmínky zkoušení se týkají doby trvání zkoušek, působení vysoké teploty při skladování a provozu, udržování vysoké teploty během vibrací a eventuálně zkoušek vlivu slunečního záření. AECTP-230 a AECTP-600 poskytují další informace o zrychleném stárnutí materiálu Provozní ověření Veškerá provozní ověření včetně všech revizí se doporučuje provádět tak, jak stanovuje Směrnice pro zkoušku. Závěrečná provozní ověření se doporučuje realizovat poté, co byl materiál vrácen do klidového stavu podle podmínek kondicionování a byla dosažena jeho teplotní stálost Postupy Všeobecná ustanovení V souladu se Směrnicí pro zkoušku provádějte následující odpovídající postupy Postup I Sinusové vibrace s rozmítaným kmitočtem Kondicionování před zkouškou (článek ) Krok 1 Zaveďte strategii řízení včetně řídicích a sledovacích bodů (čl ). Krok 2 Proveďte výchozí provozní ověření (čl ). Krok 3 Aplikujte sinusové vibrace a proveďte určená provozní a funkční ověření (čl ). Krok 4 Proveďte závěrečná provozní ověření (čl ). Krok 5 Opakujte kroky 1 až 4 pro další stanovené osy. Krok 6 Zaznamenejte požadované informace. 26

27 Postup II Sinusové vibrace s pevným kmitočtem Krok 1 Kondicionování před zkouškou (čl ). Krok 2 Zaveďte strategii řízení včetně řídicích a sledovacích bodů (čl ). Krok 3 Proveďte výchozí provozní ověření (čl ). Krok 4 Stanovte stálé kmitočty. Tyto jsou buď určeny ve Směrnici pro zkoušku nebo se získají z postupu pro předběžný vibrační průzkum obsaženého ve Směrnici pro zkoušku. Krok 5 Aplikujte na zkoušený objekt sinusové vibrace a proveďte určená provozní a funkční ověření (čl ). Krok 6 Proveďte závěrečná provozní ověření. Krok 7 Opakujte kroky 3, 5 a 6 pro další určené kmitočty. Krok 8 Opakujte kroky 1 až 6 pro ostatní určené osy. Krok 9 Zaznamenejte požadované informace Postup III Náhodné vibrace (složené vibrace) Krok 1 Kondicionování před zkouškou (čl ). Krok 2 Zaveďte strategii řízení včetně řídicích a sledovacích bodů (čl ). Tento krok se provádí v nízkých vibračních úrovních nebo s dynamicky vzorovým modelem zkoušeného objektu. Krok 3 Proveďte výchozí ověření (čl ). Výchozí ověření může zahrnovat stanovení polohy jakýchkoli kritických kmitočtů. Krok 4 Vystavte zkoušený objekt zkoušce se stanovenou náročností a proveďte určená provozní a funkční ověření (čl ). Krok 5 Proveďte závěrečná ověření (čl ). Krok 6 Opakujte kroky 1 až 5 pro ostatní určené osy zkoušení. Krok 7 Zaznamenejte požadované informace Postup IV Náhodné vibrace (podvěsy) Krok 1 Kondicionování před zkouškou (čl ). Krok 2 Zaveďte strategii řízení včetně řídicích a sledovacích bodů (čl ). Tento krok se nejprve provádí v nízkých vibračních úrovních nebo s dynamicky vzorovým modelem zkoušeného objektu. Krok 3 Proveďte výchozí ověření (čl ). Výchozí ověření může zahrnovat stanovení polohy jakýchkoli kritických kmitočtů. Krok 4 Aplikujte na podvěs širokopásmové vibrace použitím tvaru vstupního spektra ze spektra odezev předního řídícího snímače zrychlení. Vstupní úroveň musí být nejméně o 6 db menší než je vypočítaná úroveň odezev předního snímače zrychlení. Určete ty kmitočty, na kterých odezva sledovaného zrychlení překračuje užitý vstup ve směru aplikovaných vibrací o 6 db a více. U předního a zadního snímače zrychlení mohou být různé kmitočty. Někdy může být potřebné posouvat body upevnění mezi vibračním budičem a podvěsem tak dlouho, až se naleznou místa, ve kterých jsou oba konce podvěsu současně buzeny až na jejich náležité zkušební úrovně. 27

28 Doporučuje se prozkoumat odezvu z mimoosových snímačů zrychlení (jsou to snímače otočené o 90 o k aplikovaným vibracím). Pro každý kmitočet, kde je odezva mimoosového snímače zrychlení výše než úroveň odezvy v ose buzení, se navrhují následující opatření. Pro každý z těchto kmitočtů vypočtěte poměr mezi požadovanými a zjištěnými úrovněmi, a to pro každý snímač zrychlení, který je ve směru vibrací (osový) a pro snímače, které jsou kolmé (mimoosové) a vykazují nadměrné úrovně. Tyto poměry pro každý kmitočet zprůměrujte. Potom se mohou vstupní vibrační spektra nastavit tak, aby v každém z těchto kmitočtů příslušná průměrná úroveň byla rovna jedné. Výše popsaný postup platí pro jednoduché buzení. Pokud se nepodaří dosáhnout požadovanou vibrační odezvu, může se aplikovat složené buzení. Krok 5 Proveďte závěrečná ověření (čl ). Krok 6 Opakujte kroky 1 až 5 pro každou osu zkoušení. Krok 7 Zaznamenejte požadované informace. 7.6 VYHODNOCENÍ VÝSLEDKŮ ZKOUŠKY Funkční charakteristiky zkoušeného objektu musí splňovat všechny příslušné požadavky Směrnice pro zkoušku jak v průběhu vibrační zkoušky, tak po ní. 7.7 ODKAZY A SOUVISÍCÍ DOKUMENTY a. Mezinárodní provozní metoda zkoušení (ITOP) , Programy laboratorních vibračních zkoušek (Laboratory Vibration Schedules), 23. duben b. Mezinárodní provozní metoda zkoušení (ITOP) , Tvorba programů laboratorních vibračních zkoušek (Development of Laboratory Vibration Schedules), 6. červen

29 PŘÍLOHY 29

30 Příloha 7A VIBRACE KOLOVÉHO VOZIDLA SMĚRNICE PRO VÝCHOZÍ NÁROČNOST ZKOUŠKY Tato příloha se používá jen tehdy, když v počátečních etapách programu nejsou ještě k dispozici naměřená data a tyto informace jsou důležité pro konstrukci materiálu. Pokud je možné získat naměřená data přímo na materiálu, doporučuje se náročnosti získané s využitím informací z této přílohy považovat za předběžné. Údaje obsažené v této příloze, sloužící pro zpracování předpovědi úrovní zkoušení, jsou založeny na obálce měřených dat a mohou být více či méně přísnější než data ze simulace vlivu prostředí. Další popis skutečných naměřených prostředí ze specifických platforem a provozní podmínky jsou obsaženy v AECTP-240. Doporučuje se výchozí náročnosti zkoušek poskytnuté v následujících oddílech zmírnit na základě odborných posudků, jestliže se tato forma využije. Zkoušení kolových vozidel Obrázek Strana Kolové vozidlo obecný nosič Obr Taktické kolové terénní vozidlo Obr Jednonápravový přívěs Obr Vibrační prostředí kolového vozidla Vibrační prostředí kolového vozidla je obecně charakterizováno širokopásmovými náhodnými vibracemi, které jsou výsledkem interakce (zavěšení) podvozku a konstrukce vozidla s nerovnostmi vozovky a povrchu terénu. Je žádoucí ušít na míru vibrační zkoušku, která používá vibrační schéma založené na aktuálních datech naměřených na typických vozidlech a materiálu. Vibrační spektra kolového vozidla a jednonápravového přívěsu jsou převážně náhodná spektra s kladnými a zápornými vrcholy v diskrétních kmitočtech přes celé spektrum. Prostředí se může simulovat pomocí zkoušky širokopásmových náhodných vibrací. Příloha 7A poskytuje všeobecné schéma vibrační zkoušky pro obecné nosiče, taktická kolová vozidla a jednonápravové přívěsy. Tato schémata jsou pokusem o vysvětlení širokého statistického rozložení naměřených dat způsobeného takovými podmínkami, jako jsou povrch vozovky, stav vozidla, rychlost a řidič. Nedoporučuje se pro zkušební zařízení nebo pro časová omezení programu zkoušek brát v úvahu přehnané požadavky na úroveň vibrací a dobu trvání zkoušek. Další podrobnosti jsou uvedeny u každého vibračního schématu v příloze 7A. Simulace vibrací vyžaduje prostředí pro oblasti pozemní přepravy od místa výroby výzbroje až do ukončení používání. Pro vojenské aplikace se může toto pozemní prostředí rozdělit do dvou fází: přeprava obecným nosičem a přeprava v polních podmínkách (při plnění úkolů). Při tvorbě konkrétní vibrační zkoušky musí plán zkoušek vycházet z typických scénářů přepravy v polních podmínkách (při plnění úkolů), aby se získala vzorová kombinace přepravních platforem a požadavků na přepravní vzdálenost. Je třeba to stanovit, jestliže je materiál vystaven prostředí přeprav v obecném nosiči nebo polních podmínkách (při plnění úkolů). Přeprava obecným nosičem je přesun z výrobního závodu komerčního dodavatele do nějakého skladu nebo jiného zařízení uživatele po zpevněných silnicích. 30