ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СОЗДАНИЯ РЕЗОНАНСНОГО ВИБРОСТЕНДА ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ
ВИБРОУСКОРЕНИЙ АМПЛИТУДОЙ ДО 100 000 м/с² 

Суровцев Денис Александрович, инженер, Научно-исследовательский институт физических измерений (Россия, г. Пенза, ул. Володарского, 8/10);, аспирант, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: surovtsev-65@mail.ru 

620.178.5.05 

DOI

10.21685/2307-5538-2019-1-6 

Актуальность и цели. С развитием космического двигателестроения к датчикам параметров вибрационных и ударных колебаний предъявляются все более жесткие требования. В связи с неэквивалентностью воздействия гармонической вибрации и энергетического воздействия на датчик удара представляется необходимым до начала эксплуатации проводить испытания на получение предельных диапазонов измерений и механической прочности конструкций. С целью получения достоверных результатов испытаний актуальной задачей является разработка соответствующего испытательного оборудования, в частности стержневых резонансных вибростендов с пьезоэлектрическим возбуждением.
Материалы и методы. Проведен сравнительный анализ предельных возможностей серийных вибростендов известных зарубежных фирм. Определена возможность создания вибростендов на основе пакета пьезоэлектрических актюаторов. Методика основана на исследовании возможностей использования обратного пьезоэлектрического эффекта для воспроизведения динамических виброускорений.
Результаты. В результате проведенных исследований определено, что максимальная амплитуда виброускорений, воспроизводимых серийно выпускаемыми вибростендами с прорезными резонансными балками и другими резонансными конструкциями, может в 10–20 раз увеличивать максимальное значение амплитуды виброускорения вибростенда, достигая 500–1400 g. Проведен выбор пьезоактюатора, обеспечивающего воспроизведение ускорений до 100 000 м/с2 и крепление к его подвижной части акселерометра без переходных конструкций. Обоснован выбор аналогового усилителя для управления режимами работы пьезостека. 

Ключевые слова

вибростенд, пьезоактюатор, пьезостек, собственная частота виброусилителя, виброперемещение, виброускорение 

 Скачать статью в формате PDF

1. Мокров, Е. А. Статико-динамические акселерометры для ракетно-космической техники / Е. А. Мокров, А. А. Папко. – Пенза : ПАИИ, 2004. – 164 с.
2. А. с. 773966 СССР, G 01 P 21/00. Пьезоэлектрический вибростенд / Дунаевский В. П., Вуколов А. Н., Донсков В. И., Крайненко В. И., Янчич В. В. – № 2724233/18-10 ; заявл. 13.02.79 ; опубл. 23.10.80, Бюл. № 39.
3. А. с. 497057 СССР, B 06b 1/06. Пьезоэлектрический вибростенд для калибровки вибропреобразователей / Абыкин К. П., Шумский П. М., Пашков Г. В. – № 1984266/18-10 ; заявл. 21.12.73 ; опубл. 30.12.75, Бюл. № 48.
4. Янчич, В. В. Пьезоэлектрические виброизмерительные преобразователи (акселерометры) : монография / В. В. Янчич. – Ростов н/Д : Изд-во ЮФУ, 2010. – 304 с. – (Пьезо-электрическое приборостроение).
5. Баринов, И. Н. Проблемы создания адаптивных смарт-материалов и структур со свойствами прямого и обратного пьезоэффекта / И. Н. Баринов, Е. В. Кучумов, В. С. Волков, С. П. Евдокимов // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. – 2015. – № 3 (13). – С. 20–29.
6. РМГ 29-2013. Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения. – М., 2013.
7. Панич, А. Е. Пьезокерамические актюаторы / А. Е. Панич. – Ростов н/Д : РГУ, 2008. – 12 с.