Free Press

VibrationVIEW 2020.1 innehåller de uppdaterade definitionerna av Te och TE enligt definitionen i version MIL-STD-810H. I VibrationVIEW kan användarna ange Te- och TE-beräkningsversionen under fliken SRS i dialogrutan Inställningar för test av chockreaktionsspektrum.

Rullgardinsmenyn under Te- och TE-beräkningsversion innehåller fyra alternativ: MIL-STD-810F, MIL-STD-810G, MIL-STD-810G-CHG1 (MIL-STD-810G med ändring 1) och MIL-STD-810H. MIL-STD-810F och MIL-STD-810G definierar Te och TE annorlunda än MIL-STD-810G-CHG1 och MIL-STD-810H. Mer än att bara ge standarddefinitionerna av Te och TE kommer vi också att beskriva tillämpningen av parametrarna för att underlätta valet.

Vad är Te och TE?

Te och TE är gränsvärden som utvecklats av Förenta staternas försvarsdepartement och är relevanta när man definierar komplexa transienta pulser. Jämfört med klassiska pulser representerar komplexa chockpulser verkliga förhållanden mer exakt. Dessa komplexa pulser kan återskapas från den ursprungliga miljön med hjälp av stötresponsspektrumet (SRS).

Om testdefinitionen av den komplexa stöten specificeras som ett maximax SRS måste en tidsdomänpuls syntetiseras för att generera ett svar som uppfyller det specificerade SRS. Teststandarder ger vanligtvis en definition av toleranskraven för SRS-svaret, men kraven för tidsdomänpulsen förbises ofta. Te och TE är två krav för tidsdomänpulsen som begränsar tidsvågformens varaktighet.

Ett omfattande antal olika syntetiska vågformer kan användas för att bygga samma SRS. Te och TE begränsar den typ av vågformer som kan användas och bidrar till att bestämma hur vågformerna konstrueras.

Aktuella definitioner av Te och TE

Te

Te är den effektiva varaktigheten för en stötpuls.

I MIL-STD-810F definieras Te som den minsta längden av kontinuerlig tid som innehåller de RMS-amplituder (root-mean-square) i tidshistorien som i värde överstiger tio procent av den högsta RMS-amplituden i samband med chockhändelsen.

I MIL-STD-810H definieras Te från nollgenomgången för den första mätaccelerationen ”ovanför instrumentationsbrusgolvet” fram till det uppfattade slutet av chocken. Se sidan 516.8A-6 i MIL-STD-810H-dokumentet för mer information om skillnaden mellan dessa beräkningar.

TE

TE är koncentrationen av energitid för chockpulsen.

I MIL-STD-810F definieras TE som ”den minsta tidslängd som innehåller alla datamagnituder som överstiger 1/3 av toppmagnituden i samband med chockhändelsen.”

I MIL-STD-810H används Crestfaktorn vid beräkningen av TE. Crest-faktorn är toppmagnituden för ett intervall över amplituderna för intervallets tidshistoria med medelvärde i kvadrat (RMS). Crestfaktorn beräknas i små intervaller över varaktigheten Te – t.ex. Te/10 – och den ”maximala crestfaktorn” beräknas på de enskilda intervallen och definieras som CF. Beräkningen ger en reviderad definition av TE baserad på den minsta tidslängd som innehåller alla tidshistoriska magnituder som i absolut värde överstiger toppvärdet över CF.

Te- och TE-identifiering i MIL-STD-810G (källa: U.S. Department of Defense).

Vilken MIL-STD-version ska jag välja?

Många provningsstandarder använder sig av standarderna för provningsmetoder från U.S. Department of Defense för att definiera provningsparametrar, så provningsingenjörer kan komma att stöta på Te- och TE-värden när de utvecklar ett SRS-prov. I vissa fall kan teststandarden helt enkelt ange vilken MIL-STD-810-beräkningsversion som ska användas.

I annat fall rekommenderas det att använda riktlinjerna i testmetodstandarderna för att avgöra vilken beräkningsversion som uppfyller MIL-STD-specifikationerna.

Användning av inspelade tidshistoriska vågformer

När inspelade tidshistoriska vågformer finns tillgängliga ska stötdurationerna (Te och TE) för testpulsen överensstämma med de uppmätta uppgifterna. På samma sätt bör den syntetiserade vågformen återspegla de uppmätta tidsförloppen när det gäller amplitud och nollgenomgångar. Vid användning av uppmätta data ska Te och TE beräknas utifrån tidshistoriska mätningar av den ursprungliga miljön (se bilaga A, punkt 1.3).

Vid användning av flera mätningar för att specificera en chockmiljö ger handboken också följande riktlinjer:

• Toleranser måste specificeras på maximax acceleration SRS
• Varje enskilt test måste rymmas inom toleransbanden för att vara tillfredsställande
• Om den testade enheten (DUT) inte har ett betydande lågfrekvent modalrespons kan den lågfrekventa delen av SRS:en ”falla ut” ur toleransen för att tillfredsställa den högfrekventa delen, så länge den högfrekventa delen börjar minst en oktav under den första naturliga modefrekvensen hos provobjektet
• Om provobjektet har en betydande lågfrekvent modal respons kan varaktigheten för den komplexa transienta pulsen falla utanför TE-området för att ”tillfredsställa” den lågfrekventa delen av SRS

Om antalet uppmätta tidshistorier inte är tillräckligt rekommenderas att man använder ”en ökning av maximalt tillgängliga SRS-spektra för att fastställa det erforderliga testspektrumet”.” De resulterande spektren bör ta hänsyn till slumpmässig fördelning och osäkerhet i eventuella prediktionsmetoder. Enligt handboken bör varaktigheterna för Te och TE tas som ”respektive maximum som beräknats från var och en av de uppmätta tidshistorierna”.”

När uppmätta data inte finns tillgängliga

Om uppmätta tidshistoriska vågformer inte finns tillgängliga kan SRS och motsvarande Te- och TE-värden härledas från:

• En skalad mätning av en ”dynamiskt likartad” miljö
• Strukturell analys eller andra förutsägelsemetoder
• En kombination av källor

För mer information, se METHOD 516.8, 2.3.2.2, ”SRS in the Absence of Measured Data.”

När toleranserna inte kan uppfyllas

Följande riktlinjer ges när toleranserna inte kan uppfyllas:

”I de fall då sådana toleranser inte kan uppfyllas, fastställer du uppnåeliga toleranser som godkänns av den kognitiva tekniska myndigheten och kunden innan testet inleds. I de fall då toleranser fastställs oberoende av den vägledning som ges nedan, fastställa dessa toleranser inom gränserna för de specificerade förfarandena för mätkalibrering, instrumentering, signalkonditionering och dataanalys.” (METHOD 516.8, 4.2.2.).

Kontrollruta för symmetrisk anpassning

Den nya kontrollrutan för symmetrisk anpassning finns också under fliken SRS.

Kontrollrutan för symmetrisk anpassning erbjuder ett nytt anpassningsalternativ när man syntetiserar eller itererar pulser för att matcha SRS-värden. Det kan användas för alla syntettyper.

Symmetrisk anpassning ej markerad

När symmetrisk anpassning inte är markerad bestämmer en mjukvarualgoritm den bäst passande linjen när pulserna syntetiseras. Linjen bestäms av det aritmetiska medelvärdet av det minsta och största av svaren för varje frekvens (maximax). VibrationVIEW använde detta aritmetiska medelvärde innan alternativet Symmetric Fitting släpptes.

Om de primära +/- pulserna inte passar inom toleransbandet efter iteration kan användaren köra testet två gånger. (De lägre svaren har större sannolikhet att ligga utanför toleransen eftersom den lägre toleransen ofta är smalare än den högre). Först kan testet köras för att fånga upp högre svar. Därefter kan vågformen inverteras så att de lägre svaren passar inom den högre toleransen och testet kan köras igen.

Symmetrisk anpassning kontrollerad

När symmetrisk anpassning är kontrollerad bestäms den bästa anpassningslinjen med hjälp av det geometriska medelvärdet. När användaren syntetiserar en puls vill han/hon ha både positiva och negativa komponenter inom toleransen och hastighet och förskjutning lika i både positiv och negativ riktning. Vi fann att användningen av det geometriska medelvärdet krävde färre iterationer för att generera pulser som motsvarar den önskade SRS.

Det korrekta anpassningsalternativet beror på målen för testet. Om testet kan tolerera en mer allmän bästa anpassningslinje kan alternativet Symmetrical Fitting vara ett effektivt val. Nedan visas iterationen av samma vågform med alternativet Symmetric Fitting avmarkerat och markerat.

Ladda ner VibrationVIEW-programvaran

VR-styrningsanvändare med ett giltigt uppgraderingsoch supportavtal kan uppgradera till den senaste versionen av VibrationVIEW gratis. Demoversionen är tillgänglig gratis för alla användare.