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Système d'essai de choc

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Système d'essai de choc

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1.Aperçu des tests

L'impact subi par les produits pendant leur utilisation et leur transport est principalement dû à l'impact causé par le freinage d'urgence et l'impact des véhicules, le largage et l'écrasement des avions (atterrissage d'urgence), le lancement de l'artillerie, l'explosion de l'énergie chimique et de l'énergie nucléaire, la séparation de l'allumage et la rentrée des missiles et des armes à haute performance. L'impact consiste à appliquer une force d'impulsion élevée au produit en un temps relativement court.

L'impact est un processus physique très complexe. Comme les vibrations aléatoires, il possède un spectre de fréquence continu, mais il s'agit également d'un processus transitoire qui ne présente pas les conditions d'un état aléatoire stable. Après l'impact du produit, l'état de mouvement de son système mécanique changera soudainement et produira une réponse transitoire à l'impact. La réponse des produits à un environnement d'impact mécanique présente les caractéristiques suivantes : oscillation à haute fréquence, courte durée, temps de montée initial évident et pics positifs et négatifs d'ordre élevé.

La réponse maximale d'un choc mécanique peut généralement être enveloppée par une fonction exponentielle qui diminue avec le temps. Pour les produits présentant des caractéristiques multimodales complexes, la réponse à l'impact comprend les deux composantes de réponse en fréquence suivantes : la composante de réponse en fréquence forcée de l'environnement d'excitation externe appliqué au produit et la composante de réponse en fréquence naturelle du produit pendant ou après l'application de l'excitation.

D'un point de vue physique, la réponse à l'impact générée par le produit après l'impact (c'est-à-dire l'excitation transitoire) représente la résistance à l'impact réelle du produit. Si l'amplitude de la réponse instantanée du produit dépasse la résistance structurelle du produit lui-même, celui-ci sera endommagé. On peut constater que les dommages causés par l'impact du produit sont différents des dommages causés par l'effet cumulatif des dommages, mais qu'ils font partie des dommages maximaux de la contrainte ultime par rapport à la résistance structurelle du produit.

Ce pic de dommages entraînera une déformation structurelle, un relâchement de l'installation, une fissure ou même une fracture, un relâchement de la connexion électrique, une mauvaise connexion, une rupture et rendra le produit instable. Ce pic d'endommagement peut également modifier la position relative de chaque unité dans le produit, ce qui entraîne une dégradation des performances ou un dépassement des tolérances, voire une rupture des composants ou des pièces, les rendant incapables de fonctionner.

En résumé :

(1) Défaillance du produit causée par l'augmentation ou la diminution de la force de frottement entre les pièces ou l'interférence mutuelle.

(2) Modification de la force d'isolation du produit, diminution de la résistance d'isolation et modification de l'intensité des champs magnétiques et électrostatiques.

(3) Défaillance de la carte de circuit imprimé du produit, dommages et défaillance du connecteur électrique (parfois, le produit est touché. Le surplus sur la carte de circuit imprimé peut migrer et provoquer un court-circuit).

(4) Lorsque les parties structurelles ou non structurelles du produit sont soumises à des contraintes excessives, le produit subit une déformation mécanique permanente.

(5) Lorsque la résistance ultime est dépassée, les parties mécaniques du produit sont endommagées.

(6) Fatigue accélérée des matériaux

Il ressort de la description ci-dessus que l'impact aura un effet néfaste sur la structure et l'intégrité fonctionnelle de l'ensemble du produit. Le degré de cet effet néfaste change généralement avec l'augmentation ou la diminution de l'ampleur et de la durée de l'impact. Lorsque la durée de l'impact correspond à l'inverse de la fréquence naturelle du produit ou que la principale composante de fréquence de la forme d'onde de l'environnement d'impact d'entrée correspond à la fréquence naturelle du produit, l'impact négatif sur la structure et l'intégrité fonctionnelle du produit est encore plus important.

Par conséquent, pour s'assurer que les produits ont une bonne résistance aux chocs et qu'ils fonctionnent de manière fiable et stable dans l'environnement d'impact ou après l'impact, l'essai d'impact est une méthode et un moyen importants pour résoudre ce problème.

Cette méthode est utilisée pour évaluer les caractéristiques structurelles et fonctionnelles du produit soumis à un impact mécanique pendant sa durée de vie. Ces machines sont généralement limitées à une gamme de fréquences ne dépassant pas 10000 Hz et à une durée ne dépassant pas 1,0 seconde. Dans la plupart des cas, la fréquence de réponse principale du produit ne dépasse pas 2000 Hz et la durée de réponse est inférieure à 0,1 seconde

2.Conditions d'essai

(1) Accélération maximale

L'ampleur de l'accélération maximale peut refléter directement l'ampleur de la force d'impact appliquée au produit. La structure des produits étant principalement un système linéaire, même s'il s'agit d'un système non linéaire, il peut être considéré comme un système linéaire lorsque la déformation est faible. Par conséquent, l'accélération de la réponse générée après l'impact du produit est proportionnelle à l'accélération de l'excitation. On peut constater qu'en général, plus l'accélération maximale est élevée, plus l'effet destructeur sur le produit est important.

(2) Durée de l'impulsion

La durée de l'impulsion d'impact correspond à l'intervalle de temps pendant lequel l'accélération est maintenue au taux d'accélération maximal spécifié. L'impact de la durée de l'impulsion d'impact sur le produit est très complexe, et son impact sur l'effet d'impact est lié au cycle naturel du système testé.

(3) Temps d'impact

Étant donné que l'impact considère principalement l'impact sur la résistance ultime du produit, plutôt que les dommages cumulés, il n'est pas nécessaire d'effectuer des essais répétés sur le produit. Toutefois, afin d'éviter les imprévus, un certain nombre de temps d'impact est également requis. En général, il est nécessaire d'effectuer 3 impacts continus dans chaque direction. En outre, étant donné que la réponse maximale provoquée par l'impact peut se produire dans la même direction que l'impulsion d'excitation ou dans la direction opposée à l'impulsion d'excitation, il est généralement spécifié que l'essai d'impact doit être effectué dans chaque direction des trois axes mutuellement perpendiculaires de l'échantillon, c'est-à-dire dans six directions, de sorte que le nombre d'essais d'impact est spécifié comme suit : 3 x 6 = 18.

3.Exigences relatives à l'équipement d'essai

Il existe de nombreux équipements capables de générer un impact, dont le système d'essai de choc électrique est le plus important. Il peut non seulement générer le spectre de réponse à l'impact et l'historique de l'impact du site lourd, mais aussi générer la forme d'onde nominale de l'impulsion d'impact. Toutefois, outre la table de vibration électrique, il existe d'autres équipements capables de générer la forme d'onde d'impulsion d'impact nominale : le type à chute libre, le type à air comprimé, le type à pression gaz-liquide et le type à conversion d'élan. Quel que soit l'équipement d'essai utilisé pour générer l'impact, les exigences sont les mêmes. Les exigences sont les mêmes que celles de la vérification (étalonnage) sur le banc d'essai, c'est-à-dire qu'elles ne concernent pas les exigences lorsque l'équipement d'essai d'impact est déchargé, mais les exigences auxquelles l'équipement d'essai d'impact doit satisfaire au point d'essai après que les échantillons (y compris les pinces) et les charges nécessaires ont été installés.