Free Press

Wydanie oprogramowania VibrationVIEW 2020.1 zawiera zaktualizowane definicje Te i TE określone w wersji MIL-STD-810H. W programie VibrationVIEW, użytkownicy mogą określić wersję obliczeń Te i TE w zakładce SRS w oknie dialogowym Ustawienia Testu Spektrum Reakcji na Wstrząsy.

Okno rozwijane w pozycji Wersja obliczeń Te i TE zawiera cztery opcje: MIL-STD-810F, MIL-STD-810G, MIL-STD-810G-CHG1 (MIL-STD-810G ze zmianą 1), oraz MIL-STD-810H. MIL-STD-810F i MIL-STD-810G definiują Te i TE inaczej niż MIL-STD-810G-CHG1 i MIL-STD-810H. Więcej niż tylko standardowe definicje Te i TE, opiszemy również zastosowanie parametrów dla ułatwienia wyboru.

Czym są Te i TE?

Te i TE są wartościami granicznymi opracowanymi przez Departament Obrony Stanów Zjednoczonych i są istotne przy definiowaniu złożonych impulsów przejściowych. W porównaniu do klasycznych impulsów, złożone impulsy uderzeniowe reprezentują rzeczywiste warunki bardziej dokładnie. Te złożone impulsy mogą być odtworzone z oryginalnego środowiska przy użyciu spektrum odpowiedzi na wstrząs (SRS).

Jeśli definicja testowa złożonego wstrząsu jest określona jako maksymalne SRS, wówczas impuls w dziedzinie czasu musi być zsyntetyzowany w celu wygenerowania odpowiedzi, która spełni określone SRS. Normy testowe zazwyczaj zawierają definicję wymagań tolerancji odpowiedzi SRS, ale wymagania dotyczące impulsu w dziedzinie czasu są często pomijane. Te i TE to dwa wymagania dla impulsu w dziedzinie czasu, które ograniczają czas trwania fali czasowej.

Do zbudowania tego samego SRS można użyć dużej liczby różnych syntetycznych przebiegów. Te i TE ograniczają rodzaj przebiegów, które mogą być używane i pomagają określić, jak przebiegi są konstruowane.

Obecne definicje Te i TE

Te

Te to efektywny czas trwania impulsu uderzeniowego.

W MIL-STD-810F, Te jest zdefiniowane jako minimalna długość ciągłego czasu, który zawiera pierwiastki średniokwadratowe (RMS) amplitudy historii czasu przekraczające wartością dziesięć procent szczytowej amplitudy RMS związanej z wydarzeniem wstrząsu.

W MIL-STD-810H, Te jest zdefiniowane od przejścia przez zero dla pierwszego przyspieszenia pomiarowego „powyżej podłogi szumów oprzyrządowania” do postrzeganego końca wstrząsu. Patrz strona 516.8A-6 dokumentu MIL-STD-810H, aby uzyskać więcej informacji na temat różnicy między tymi obliczeniami.

TE

TE jest koncentracją energii czasu trwania impulsu wstrząsu.

W MIL-STD-810F, TE jest zdefiniowane jako „minimalna długość czasu, która zawiera wszystkie wielkości danych przekraczające 1/3 wielkości szczytowej związanej ze zdarzeniem uderzeniowym.”

W MIL-STD-810H, obliczenie TE wykorzystuje współczynnik Crest. Współczynnik szczytu jest szczytową wielkością przedziału w stosunku do amplitudy średniokwadratowej (RMS) historii czasu tego przedziału. Współczynnik szczytu jest obliczany w małych przedziałach czasu w okresie Te – np. Te/10 – a „maksymalny współczynnik szczytu” jest obliczany dla poszczególnych przedziałów czasu i definiowany jako CF. W wyniku obliczeń uzyskuje się zmienioną definicję TE opartą na minimalnej długości czasu, który zawiera jakiekolwiek wielkości historii czasu przekraczające w wartości bezwzględnej wartość szczytową ponad CF.

Which MIL-STD Version Should I Select?

Wiele norm testowych wykorzystuje normy metod testowych Departamentu Obrony USA do definiowania parametrów testu, więc inżynierowie testowi mogą napotkać wartości Te i TE podczas opracowywania testu SRS. W niektórych przypadkach norma testowa może po prostu określać, którą wersję obliczeń MIL-STD-810 należy zastosować.

W przeciwnym razie zaleca się zastosowanie wytycznych zawartych w normach dotyczących metod testowych w celu określenia, która wersja obliczeń spełnia specyfikacje MIL-STD.

Używanie zarejestrowanych przebiegów historii czasu

Gdy dostępne są zarejestrowane przebiegi czasowe, czasy trwania wstrząsów (Te i TE) dla impulsu testowego powinny być zgodne z danymi zmierzonymi. Podobnie, zsyntetyzowany przebieg powinien odzwierciedlać zmierzone przebiegi czasowe pod względem amplitudy i przejść przez zero. W przypadku korzystania z danych zmierzonych, Te i TE oblicza się na podstawie pomiarów historii czasu pierwotnego środowiska (patrz załącznik A, pkt 1.3).

W przypadku korzystania z wielu pomiarów w celu określenia środowiska wstrząsów, podręcznik zawiera również następujące wytyczne:

• Tolerancje muszą być określone na SRS maksymalnego przyspieszenia
• Każde pojedyncze badanie musi mieścić się w zakresach tolerancji, aby było zadowalające
• Jeśli badane urządzenie (DUT) nie ma znaczącej odpowiedzi modalnej o niskiej częstotliwości, część SRS o niskiej częstotliwości może „wypaść” z tolerancji, aby zaspokoić część o wysokiej częstotliwości, tak długo, jak wysokoczęstotliwościowa część zaczyna się co najmniej jedną oktawę poniżej pierwszej naturalnej częstotliwości modalnej DUT
• Jeśli DUT ma znaczącą niskoczęstotliwościową odpowiedź modalną, czas trwania złożonego impulsu przejściowego może wypaść poza zakres TE, aby „zaspokoić” niskoczęstotliwościową część SRS

Jeśli liczba zmierzonych historii czasowych nie jest wystarczająca, zaleca się użycie „wzrostu ponad maksimum dostępnych widm SRS w celu ustalenia wymaganego widma testowego.” Wynikowe widma powinny uwzględniać rozkład losowy i niepewność w metodach predykcyjnych. Zgodnie z podręcznikiem, czasy trwania Te i TE powinny być traktowane jako „odpowiednie maksima obliczone z każdej zmierzonej historii czasu.”

Gdy zmierzone dane nie są dostępne

Jeśli zmierzone przebiegi historii czasu nie są dostępne, SRS oraz odpowiadające im wartości Te i TE można wyprowadzić z:

• Wyskalowanego pomiaru „dynamicznie podobnego” środowiska
• Analizy strukturalnej lub innych metod przewidywania
• Kombinacji źródeł

Więcej informacji można znaleźć w METODZIE 516.8, 2.3.2.2, „SRS in the Absence of Measured Data.”

Gdy tolerancje nie mogą być spełnione

W przypadku, gdy tolerancje nie mogą być spełnione, podano następujące wytyczne:

„W przypadkach, w których takie tolerancje nie mogą być spełnione, należy ustanowić osiągalne tolerancje, które są uzgodnione przez kompetentną władzę inżynierską i klienta przed rozpoczęciem badania. W przypadkach, w których tolerancje są ustalane niezależnie od wytycznych podanych poniżej, należy ustalić te tolerancje w ramach ograniczeń określonych procedur kalibracji pomiarów, oprzyrządowania, kondycjonowania sygnału i analizy danych” (METHOD 516.8, 4.2.2.2.).

Okno wyboru dopasowania symetrycznego

Nowe pole wyboru dopasowania symetrycznego można również znaleźć w zakładce SRS.

Okno wyboru dopasowania symetrycznego oferuje nową opcję dopasowania podczas syntezy lub iteracji impulsów w celu dopasowania wartości SRS. Może być używane dla wszystkich typów syntezy.

Niezaznaczone dopasowanie symetryczne

Gdy dopasowanie symetryczne nie jest zaznaczone, algorytm oprogramowania określa najlepiej dopasowaną linię podczas syntezy impulsów. Linia ta jest wyznaczana przez średnią arytmetyczną minimum i maksimum odpowiedzi dla każdej częstotliwości (maximax). VibrationVIEW używał tej średniej arytmetycznej przed wydaniem opcji Symmetric Fitting.

Jeśli pierwotne impulsy +/- nie mieszczą się w zakresie tolerancji po iteracji, użytkownik może uruchomić test dwukrotnie. (Niższe odpowiedzi są bardziej prawdopodobne, że będą poza tolerancją, ponieważ niższa tolerancja jest często węższa niż wyższa tolerancja). Najpierw można przeprowadzić test, aby uchwycić wyższe odpowiedzi. Następnie można odwrócić kształt fali, aby niższe odpowiedzi mieściły się w wyższej tolerancji, a test można przeprowadzić ponownie.

Sprawdzanie dopasowania symetrycznego

Gdy sprawdzane jest dopasowanie symetryczne, linia najlepszego dopasowania jest określana przy użyciu średniej geometrycznej. Podczas syntezy impulsu, użytkownik chce mieć obie składowe dodatnie i ujemne w granicach tolerancji oraz prędkość i przemieszczenie równe w obu kierunkach dodatnich i ujemnych. Stwierdziliśmy, że użycie średniej geometrycznej wymagało mniejszej ilości iteracji do wygenerowania impulsów, które pasują do pożądanego SRS.

Właściwa opcja dopasowania zależy od celów badania. Jeśli test może tolerować bardziej ogólną linię najlepszego dopasowania, wtedy opcja Symmetrical Fitting może być efektywnym wyborem. Poniżej, iteracja tego samego przebiegu jest wyświetlana z odznaczoną i zaznaczoną opcją Symmetric Fitting.

Pobierz oprogramowanie VibrationVIEW

Użytkownicy sterowników VR z ważną umową Upgrades and Support Agreement mogą bezpłatnie uaktualnić oprogramowanie VibrationVIEW do najnowszej wersji. Wersja demonstracyjna jest dostępna dla każdego użytkownika za darmo.