Испытание на воздействие ударов

Испытания на ударную прочность – это метод проверки способности материалов, оборудования, прочих изделий выдерживать механические удары, которым они могут подвергаться при транспортировке или эксплуатации.

Главная цель процедуры – определить повреждения или дефекты, возникающие после ударной нагрузки, ухудшение первоначальных характеристик изделия, указанных в нормативно-технической документации.

Основы нормативной базы для испытаний на ударопрочность

Испытания на ударопрочность проводят для определения различных параметров после воздействий механического характера извне:

• соответствие полученных характеристик материала стандартам или тех. условиям;
• сохранение функциональности, внешнего вида;
• влияние вибрации на надежность работы техники;
• стойкость к трещинообразованию, нарушению герметичности корпуса устройства;
• степень риска поломки оборудования при нагрузке и др.

Испытания на удар проводятся по методам, которые устанавливают следующие нормативные документы:

• ГОСТ 28213-89 – определяет методики проверки тех. приборов на одиночное воздействие с использованием полусинусоидального, прямоугольного, пилообразного импульсов;
• ГОСТ 28215-89 – устанавливает способы тестирований электротехнических приборов на многократные действующие факторы;
• ГОСТ РВ 20.39.304 – определяет требования стойкости к действующим извне факторам (нагрузкам, вибрации, иным) для аппаратуры, приборов, прочей техники военного применения;
• ГОСТ Р 53190-2008 – устанавливает методики тестирований на устойчивость к ударам, воздействующим извне на приборы и машины, с воспроизведением ударного спектра;
• ГОСТ 30631-99 – содержит общие тех. требования к технике, приборам в части устойчивости к внешним воздействиям при использовании по назначению;
• ГОСТ Р 51371-99 – устанавливает методы тестирований на устойчивость к воздействию извне для различной техники.

Кроме указанных стандартов в отношении определения прочности к нагрузкам принято много других стандартов ГОСТ.

Разновидности испытаний на ударопрочность

Вид исследований определяется по способу воздействия нагрузки на образец:

• с помощью ударной установки – показатели определяются с помощью датчика силы;
• на электродинамическом вибростенде – контроль показателей осуществляется с помощью акселерометра (выстраивается график соотношения ускорения и времени с целью получения действующей формы импульса);
• путем свободного падения – определяется изменение скорости образца за счет высоты падения и отскока.

По типу воздействия тесты проводятся:

• на одиночный / многократные удары – образец подвергается одиночному воздействию или действию серии ударов с заданной энергией, формой, направлением;
• с переменной энергией / направлением – энергия / направление удара изменяются во время теста на ударную прочность;

Выбор вида исследований на ударопрочность определяется требованиями к изделию, условиями его эксплуатации.

Оборудование для проведения тестирований на ударопрочность

Тестирования на ударопрочность могут проводиться с использованием следующего оборудования:

1. Маятниковый копер – распространенный тип оборудования для испытаний на ударопрочность. Принцип работы: маятник с ударным элементом (бойком) разгоняется под действием силы тяжести и наносит удар по образцу. Применение: испытания различных материалов (металлы, пластмассы, композиты), готовых изделий (корпуса приборов, элементы конструкций) на ударную вязкость, прочность.
2. Копер с падающим грузом – удар наносится грузом, падающим с заданной высоты. Применение: тестирования крупногабаритных и тяжелых изделий (например, кузовов автомобилей, строительных конструкций).
3. Пневматические молотки – удар наносится пневматическим молотком с заданной энергией. Применение: испытания в условиях ограниченного пространства.
4. Электромагнитные импульсные установки – нагрузке подвергаются электронные компоненты и приборов с помощью электромагнитного импульса с заданной энергией.
5. Вибростенды – используются для тестирований в условиях вибрации. Применение: определение ударопрочности оборудования, которое в процессе эксплуатации подвергается вибрационным нагрузкам (например, авиационная техника, железнодорожный транспорт).

Воздействие нагрузки на образец может выполняться с помощью других устройств – в зависимости от вида изделия, цели оценки. Для измерения параметров ударного импульса, контроля полученных показателей, анализа результатов используются датчики силы и ускорения.

Требования к вибрационным системам

Вибрационные системы должны соответствовать ряду требований, которые обеспечивают:

• точность, воспроизводимость результатов;
• безопасность проведения тестирований;
• надежность, долговечность оборудования.

Основные требования к вибрационным системам:

1. Диапазон частот. Вибрационная система должна генерировать вибрации в заданном диапазоне частот. Он должен соответствовать диапазону частот, которые могут воздействовать в процессе эксплуатации.
2. Амплитуда вибрации. Вибрационная система должна генерировать вибрации с заданной амплитудой, соответствующим уровню вибрационных нагрузок, которые воздействуют на изделие в процессе эксплуатации.
3. Форма, линейность вибрации – система должна генерировать вибрации с заданной формой (синусоидальная, импульсная, случайная) с минимальными искажениями.

Полезная грузоподъемность вибросистемы должна соответствовать массе и габаритам испытываемого изделия.

Также требования предъявляются к максимальному ускорению, обеспечиваемому вибрационным стендом, датчиком.

Как провести испытания на ударопрочность

Процесс можно разделить на несколько этапов:

1. Подготовка – определение целей и задач, выбор вида исследований и оборудования, разработка программы испытаний, подготовка образцов.
2. Проведение тестов – установка образца на испытательном стенде или ином оборудования, определение параметров проверки (энергия, форма, направление), нанесение удара, запись результатов.
3. Обработка результатов – анализ полученных показателей, выводы о соответствии нормам ударопрочности, составление отчета (протокола).

На само оборудование или изделия, которые могут испытываться на прочность, по результатам исследований часто оформляются обязательные разрешительные документы – сертификаты или декларации по тех. регламентам ТР ТС (ЕАЭС), Федеральным Законам и Постановлениям.

Для получения помощи в оформлении любых документов, проведении оценочных процедур можно обратиться в наш центр сертификации. Консультации бесплатные, ждем заявок.