Control of gaps in technical structures during ground vibration testing

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 23 № 2 2021 40 ОБОРУДОВАНИЕ . ИНСТРУМЕНТЫ Введение В конструкциях многих технических изде - лий имеются зазоры ( люфты ), которые мож - но условно разделить на два вида . Одни из них – зазоры в соединениях составных частей конструкций – вводятся для обеспечения нор - мального функционирования этих соединений . Контроль зазоров в конструкциях технических изделий в процессе вибрационных испытаний Николай Тестоедов 1, а , Владимир Бернс 2, 3, b,* , Егор Жуков 2, с , Евгений Лысенко 1, d , Павел Лакиза 2, е 1 « Информационные спутниковые системы » им . академика М . Ф . Решетнёва , ул . Ленина , 52, г . Железногорск , 662972, Россия 2 Сибирский научно - исследовательский институт авиации им . С . А . Чаплыгина , ул . Ползунова , 21, г . Новосибирск , 630051, Россия 3 Новосибирский государственный технический университет , пр . К . Маркса , 20, г . Новосибирск , 630073, Россия a https://orcid.org/0000-0002-1280-5303, testoedov@iss-reshetnev.ru , b https://orcid.org/0000-0002-2231-7581, v.berns@yandex.ru , c https://orcid.org/0000-0001-6378-6352, zh-ep@yandex.ru, d https://orcid.org/0000-0001-5561-2934, mla340@iss-reshetnev.ru, e https://orcid.org/0000-0002-3863-2762, qinter fl y@gmail.com Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ). 2021 Том 23 № 2 с . 40–53 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.2-40-53 Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ) Сайт журнала : http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 629.735:620.179 История статьи : Поступила : 11 марта 2021 Рецензирование : 19 марта 2021 Принята к печати : 29 марта 2021 Доступно онлайн : 15 июня 2021 Ключевые слова : Технические изделия Зазоры в подвижных соединениях Люфты в устройствах передачи усилий и перемещений Люфты и зазоры как дефекты кон - струкций Летательные аппараты Вибрационные испытания Портрет колебаний Нелинейные искажения портрета колебаний Контроль зазоров АННОТАЦИЯ Введение . Контроль зазоров в технических изделиях является составной частью диагностики этих изделий , если наличие зазоров приводит к отклонениям от заданных условий и режимов работы . В том случае , когда изделия подвергаются вибрационным испытаниям , представляется целесообразным использование этих испытаний для обнаружения таких зазоров . Цель работы : разработка методики контроля зазоров в конструкциях технических изделий в процессе вибрационных испытаний по искажениям портретов вынужденных колебаний . Методика исследований . С помощью источников гармонических вибраций в изделиях создавались установившиеся вынужденные колебания , регистрируемые акселерометрами . Сигналы акселерометров трансформировались в портреты вынужденных колебаний . Для построения портретов использовалась вертикальная развертка , пропорциональная сигналу датчика . Горизонтальной разверткой являлась первая гармоника сигнала , сдвинутая по фазе на π /2. Для линейной динамической системы эти портреты являются окружностями . Появление зазоров приводит к искажениям портретов колебаний . Численная оценка искажений определялась так : из ряда Фурье для портрета колебаний вычиталась первая гармоника , в остатке ряда определялся абсолютный максимум за период колебаний . Этот максимум нормировался и принимался за параметр искажений . Описаны два вида нормирования : глобальное и локальное . Управление процессом испытаний осуществлялось с помощью программного обеспечения Test.Lab, в состав которого была введена подпрограмма анализа портретов колебаний . По расположениям максимумов искажений определялись местоположения зазоров . Для зазоров в устройствах передачи усилий или перемещений приведена формула , позволяющая вычислить их величины . Изложены практические рекомендации по использованию этой формулы . Результаты и обсуждения . Возможность обнаружения зазоров по искажениям портретов колебаний продемонстрирована на примере диагностирования макетной проводки управления и самолетов в процессе модальных испытаний , космических аппаратов открытого исполнения в технологических вибрационных испытаниях . Показано , что разработанная методика позволяет поэтапно выявить все зазоры в объекте испытаний , которые приводят к искажениям портретов колебаний . Для цитирования : Контроль зазоров в конструкциях технических изделий в процессе вибрационных испытаний / Н . А . Тестоедов , В . А . Бернс , Е . П . Жуков , Е . А . Лысенко , П . А . Лакиза // Обработка металлов ( технология , оборудование , инструменты ). – 2021. – Т . 23, № 2. – С . 40–53. – DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.2-40-53. ______ * Адрес для переписки Бернс Владимир Андреевич , д . т . н ., доцент Сибирский научно - исследовательский институт авиации им . С . А . Чаплыгина , ул . Ползунова , 21, 630051, г . Новосибирск , Россия Тел .: 8 (383) 278-70-42, e-mail: v.berns@yandex.ru