В. Р. Эдигаров методология испытаний сложных технических объектов вооружения и военной техники монография

38 
конструкции, наличие концентраторов напряжений, формы потери 
устойчивости, слабые места. 
Зачетные статические испытания проводятся только на натурных 
отсеках. Если КДИ СУ проводятся только для оценки необходимости 
корректировки конструкторской документации, с целью улучшения 
конструктивных решений, то зачетные статические испытания 
проводятся в присутствии заказчика. КДИ СУ проводятся тогда, когда 
необходимо проверить принятые конструктивные решения силовых 
узлов сложной формы, расчеты которых не дают достаточной гарантии 
их прочности, или тогда, когда провести теоретические расчеты не 
представляется возможным. 
При проведении зачетных статических испытаний объектом 
испытаний является изделие в сборе либо его отдельные агрегаты при 
их больших габаритах. 
Объект испытаний изготавливается с учетом всех изменений, 
внесенных в конструкторскую документацию по результатам 
проведения КДИ СУ. Эти испытания являются заверяющими этапами 
отработки прочности изделий. 
Подготовка к статическим испытаниям состоит из: 
а) составления технического задания, где приводятся расчетные 
случаи напряжения схемы напряжения, величины и места приложения 
нагрузок на узел или элемент, последовательность проведения 
статических испытаний и перечень данных, которые необходимо 
получить в результате испытаний; 
б) составления программ испытаний, где приводятся схемы 
нагружения для каждого расчетного случая с учетом реальных 
возможностей осуществления их в лабораторных условиях, подробные 
схемы расстановки тензометрических датчиков, датчиков перемещений и 
другой измерительной аппаратуры, характер нагружения и записи 
деформаций (поэтапная или непрерывная), устанавливается очередность 
проведения испытаний; 
в) составления технического задания на разработку силовой и 
технологической оснастки для статических испытаний; 
г) разработки документации на силовую и технологическую 
оснастку; 
д) разработки схемы и установки для испытания; 
е) разработки технического задания на объект испытаний, т.е. на 
изготовление опытного образца, подвергающегося испытаниям; 
ж) разработки конструкторской документации на опытный 
образец; 
з) изготовления и поставки опытного образца и оснастки на место 
проведения испытаний; 

39 
и) наклейки и монтажа тензодатчиков, установки датчиков 
перемещений, нивелиров, других приборов и оборудования. 
До проведения испытаний должны быть приготовлены таблицы, в 
которых указываются величины сил по этапам нагружения и 
соответствующие давления в силовозбудителях. Все приборы и 
нагружающие устройства должны быть подключены и опробованы. 
Персонал, занятый на испытаниях, должен иметь таблицы для записи 
отсчетов по приборам (а в случае полуавтоматизированных нагружений 
и записи информации) – и специальный журнал для записи наблюдений 
за поведением испытываемой конструкции объекта. 
В журнале фиксируются начало и конец нагружения и 
соответствующие показания приборов, появление различных дефектов 
(волнообразований, 
течей, местные разрушения, разрушающие 
нагрузки и характер разрушения). 
Для проверки работоспособности собранной испытательной 
установки и исправности измерительной аппаратуры испытуемая 
конструкция подвергаетя предварительному воздействию нагрузкой, 
составляющей 20 % от эксплуатационной. После этого конструкция 
нагружается равными этапами до 100 % эксплуатационной нагрузки. На 
каждом этапе нагружения производится замер деформаций и 
перемещений, а также осмотр конструкции. Затем производится 
поэтапное догружение конструкции до расчетной нагрузки, затем до 
нагрузки, больше расчетной и, если это требуется, до разрушения. 
После 100 % эксплуатационной нагрузки подход к конструкции 
запрещается, ее осмотр и наблюдение ведутся на безопасном 
расстоянии или, по возможности, с помощью телекамер. В случае 
непрерывного 
нагружения 
производятся 
замеры 
деформации 
регистрирующей аппаратурой. 
Отработке прочности конструкции объекта предшествует изучение 
комплекса нагрузок. 
Действующие на изделие нагрузки можно разделить на 
поверхностные и массовые. К поверхностным нагрузкам относятся 
внутреннее и внешнее давление, которое может возникнуть в особых 
случаях эксплуатации. Массовые нагрузки являются следствием 
действия поля тяготения при наземной эксплуатации изделия 
(например, при транспортировке) и сил инерции, возникающих от 
действия силы тяги двигательной установки, боковых перегрузок, 
вызванных поперечными колебаниями изделия за счет порывов 
набегающего потока и управляющих сил системы управления. Кроме 
того, не менее важным являются случаи нагружения, возникающие при 
эксплуатации изделия при транспортировке, подъеме, кантовании, 
хранении. 

40 
Имитация нагрузок в расчетных случаях сводится к замене 
поверхностных и массовых нагрузок комбинацией распределенных и 
сосредоточенных нагрузок, т.е. нагрузок, прикладываемых к объекту 
испытания в виде распределенных давлений, изменяющихся на 
поверхности конструкции, совокупности сосредоточенных сил, крутящих 
и изгибающих моментов, имитирующих эпюры секущих и осевых сил, 
изгибающих и крутящих моментов в каждом расчетном случае. 
При испытаниях отдельных узлов и элементов на этапе КДИСУ и 
при зачетных статических испытаниях имитация граничных условий 
(условий на торцах испытуемой сборки) достигается пристыковкой
имитаторов жесткости смежных конструкций, которые имитируют 
радиальную и осевую жесткость отсеков, имеют штатные стыковочные 
конструкции, как правило, более просты конструктивно. 
Имитация граничных условий при проведении зачетных 
статических испытаний достигается испытанием объекта совместно со 
смежными конструкциями при имитации случаев нагружения в 
эксплуатации. 
Так, 
например, 
двигатель 
устанавливается 
в 
транспортировочное положение, в котором он раскрепляется штатными 
швартовочными связями в случаях, имитирующих транспортирование. 
Методы нагружения при проведении статических испытаний 
включают в себя: 
- методы поэтапного нагружения объектов испытаний; 
- методы квазистатического нагружения конструкции по траекториям; 
- методы циклического многократного нагружения конструкций 
квазистатическими нагрузками. 
Метод поэтапного нагружения состоит в установлении 
испытательных нагрузок для конструкций, имитирующих расчетные 
нагрузки в определенных расчетных случаях, в последующем 
поэтапном статическом нагружении испытательными нагрузками и 
далее этапами до разрушения конструкции (если это необходимо). 
Испытательной нагрузкой называется нагрузка, 100 % которой 
должны равняться 100 % расчетной нагрузки. В ряде случаев 
допускаются увеличение испытательной нагрузки над расчетной, если 
не удается с помощью существующей оснастки создать равенство этих 
нагрузок. В очень редких случаях испытательная нагрузка может 
составлять 95 % от расчетной нагрузки. 
Поэтапный метод нагружения имеет многолетние традиции и 
является действенным средством надежной отработки прочности 
конструкции. Один этап нагружений составляет 15...20 % от 
испытательной нагрузки. Ужесточение требований к более полной 
имитации условий работы конструкции при её отработке, 
совершенствование методов определения нагрузок, тенденция к 

41 
автоматизации статических испытаний и решение задач отработки 
прочности на минимальном количестве образцов приводят к разработке 
новых путей исследования прочности объекта. Одним из этих методов 
является 
метод 
непрерывного 
квазистатического 
нагружения 
конструкций, который состоит в последовательной проверке 
инструкций в лабораторных условиях путем имитации временных 
зависимостей нагрузок, действующих на изделие в процессе его 
эксплуатации. 
Под квазистатическим нагружением конструкции понимается 
почти статическое нагружение, т.е. такое нагружение, при котором 
силы инерции конструкции при нагружении незначительны и не 
превышают 5 % от испытательных нагрузок, т.е. нет динамических 
добавок к нагрузкам, приложенным извне. 
Задача зачетных конструкторских статических испытаний, 
состоящая в подтверждении прочности конструкций при имитации 
расчетных нагрузок в заданных расчетных случаях, остается 
неизменной при проведении квазистатических испытаний методом 
непрерывного нагружения по расчетным случаям. Но имитация 
фактических условий работы конструкции осуществляется не в 
отдельных расчетных случаях, а на всем расчетном пути нагружения. 
Для этого необходимо иметь временные зависимости возникновения 
нагрузок на изделие и их последовательность (траектория нагружения). 
Например, имитируются условия транспортирования различными 
транспортными средствами. 
Может быть применена комбинация методов поэтапного и 
квазистатического нагружения, когда назначаются случаи, в которых 
объект 
испытывается 
поэтапно, 
и 
расчетные 
случаи 
для 
квазистатического 
нагружения, 
например, 
транспортировка 
различными видами транспорта проверяется поэтапно, а случаи 
подъема, кантования – квазистатическим нагружением. 
Методы циклического многократного нагружения применяются 
при отработке прочности конструкции на режимы автоколебаний с 
одновременным действием статических составляющих нагрузок, 
которые изменяются по определенным временным законам; на режимы 
стабилизации, когда поперечные нагрузки изменяются циклически, но с 
определенной амплитудой во времени; на нагрузки, определяемые 
многократным использованием узла или сборки. 
Сущность данных методов состоит в том, чтобы предвидеть на 
каждом этапе нагружения запасы прочности элементов и узлов 
конструкции. 
Прогнозирование разрушения позволяет: 
- не доводить в каждом расчетном случае изделие до разрушения; 

42 
- выявить слабые места в конструкции, в которой можно ожидать 
разрушение при дальнейшем нагружении. 
Для осуществления прогнозирования необходимо провести: 
- разработку способов оценки несущей способности конструкции 
при нагружении;
- провести автоматизацию сбора и отработку результатов 
измерений в ходе эксперимента; 
- автоматизацию системы управления и информации при 
испытаниях. 
В настоящее время прогнозирование прочности конструкции при 
нагружении основано на измерении деформаций силовых элементов. 
Ожидаемое напряжение на последующем этапе нагружения 
определяется с помощью экстраполяции с учетом фактической 
зависимости (сила – деформация). 
Автоматизированные методы проведения статических испытаний
решают задачу автоматизации средств нагружения, сбора и обработки 
получаемой в процессе эксперимента информации, автоматизации 
систем управления статических испытаний. 
Таким образом, в настоящее время средства экспериментальной 
отработки сосредоточены на отраслевой лабораторной базе и включают 
лабораторно-экспериментальные 
комплексы 
головных 
и 
конструкторских организаций. 
Лаборатории статических испытаний включают зал статических 
испытаний и систему вспомогательных и бытовых помещений. Размеры 
залов определяются габаритами испытываемых изделий с перспективой 
на их дальнейшее развитие. 
Для 
закрепления 
изделия, 
закрепления 
нагружающих 
приспособлений и осуществления нагружения залы оборудованы силовым 
полом и стенами, которые представляют собой железобетонные 
сооружения с заложенными, в них силовыми прогонами. Шаг прогонов – 
0,5...1,0 
м, номинальная отрывающая нагрузка 25...100 тс/м. 
Изгибающие моменты на силовую стену составляют 100...1100 тс∙м. В 
силовых стенах предусмотрены сквозные отверстия для вывода тяг 
магистралей и изолированных жгутов кабелей. Силовые полы имеют 
стоки для воды. 
Ряд лабораторий имеют специально изготовленные силовые плиты, 
заменяющие силовой пол, стапели, силовые угольники, заменяющие 
силовые стены и силовой пол. 
Лаборатории, лабораторные залы снабжены местными кранами 
грузоподъемностью 5...200 кН с высотой до подкрановых путей 11...24 м. 

43 
В залах размещаются стационарные и разборные стенды, 
испытательные прессы и другое оборудование, необходимое для 
нагружения изделий. 
Вспомогательные помещения специального назначения служат для 
размещения электростанций, насосных станций (масляной, водяной, 
вакуумной), силонагружаущего оборудования, лабораторий измерений. 
Системы нагружений сосредоточенными силами состоят из 
следующих блоков:
центрально-маслонасосной станции; редукторов 
давления; 
маслопроводов; 
силовозбудителей. 
Мощности 
маслонасосных станций определяются типом и количеством 
работающих силовозбудителей. Редуктирование и стабилизация 
давления масла в магистралях 0...300 кгс/см
2
. 
Основными элементами для создания локальных сил на 
конструкцию являются силовозбудители мощностью 2...10
3
кН. 
Для создания распределенного по поверхности давления, 
применяются водяные и вакуумные насосы. 
Лаборатории 
измерений 
оснащены: 
проволочными 
тензодатчиками; электромеханическими датчиками линейных и 
угловых перемещений; трубчатыми манометрами; манометрами-
самописцами; вакуумметрами, электромеханическими датчиками 
давлений; пружинным и электрическим динамометром сжатия-
растяжения; аппаратурой для регистрации измеряемых величин с 
дискретной и непрерывной записью; измерительно-вычислительными 
комплексами. 

жүктеу/скачать 2,01 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: