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La versione del software VibrationVIEW 2020.1 include le definizioni aggiornate di Te e TE come definite nella versione MIL-STD-810H. In VibrationVIEW, gli utenti possono specificare la versione di calcolo di Te e TE sotto la scheda SRS nella finestra di dialogo Shock Response Spectrum Test Settings.

La casella a discesa sotto Te e TE Calculation Version include quattro opzioni: MIL-STD-810F, MIL-STD-810G, MIL-STD-810G-CHG1 (MIL-STD-810G con modifica 1), e MIL-STD-810H. MIL-STD-810F e MIL-STD-810G definiscono Te e TE diversamente da MIL-STD-810G-CHG1 e MIL-STD-810H. Più che fornire le definizioni standard di Te e TE, descriveremo anche l’applicazione dei parametri per facilitare la selezione.

Cosa sono Te e TE?

Te e TE sono limiti sviluppati dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti e sono rilevanti quando si definiscono impulsi transitori complessi. Rispetto agli impulsi classici, gli impulsi d’urto complessi rappresentano più accuratamente le condizioni del mondo reale. Questi impulsi complessi possono essere ricreati dall’ambiente originale usando lo spettro di risposta allo shock (SRS).

Se la definizione di test dello shock complesso è specificata come un SRS maximax, allora un impulso nel dominio del tempo deve essere sintetizzato per generare una risposta che soddisfi l’SRS specificato. Gli standard di prova forniscono tipicamente una definizione dei requisiti di tolleranza della risposta SRS, ma i requisiti per l’impulso nel dominio del tempo sono spesso trascurati. Te e TE sono due requisiti per l’impulso nel dominio del tempo che limitano la durata della forma d’onda temporale.

Per costruire lo stesso SRS si può utilizzare un numero elevato di diverse forme d’onda sintetiche. Te e TE limitano il tipo di forme d’onda che possono essere usate e aiutano a determinare come le forme d’onda sono costruite.

Definizioni attuali di Te e TE

Te

Te è la durata effettiva di un impulso di shock.

In MIL-STD-810F, Te è definito come la lunghezza minima di tempo continuo che contiene le ampiezze della storia temporale radice-media quadrata (RMS) che superano in valore il dieci per cento dell’ampiezza RMS di picco associata all’evento d’urto.

In MIL-STD-810H, Te è definito dal passaggio dello zero per la prima accelerazione di misurazione “sopra il rumore di fondo della strumentazione” fino alla fine percepita dello shock. Vedi pagina 516.8A-6 del documento MIL-STD-810H per maggiori informazioni sulla differenza tra questi calcoli.

TE

TE è la concentrazione della durata dell’energia dell’impulso di shock.

In MIL-STD-810F, TE è definito come “la lunghezza minima di tempo che contiene tutte le magnitudini dei dati che superano 1/3 della magnitudine di picco associata all’evento d’urto.”

In MIL-STD-810H, il calcolo di TE usa il fattore di cresta. Il fattore di cresta è la magnitudine di picco di un intervallo sulla radice media quadrata (RMS) delle ampiezze cronologiche dell’intervallo. Il fattore di cresta è calcolato in piccoli intervalli sulla durata Te – ad esempio Te/10 – e il “fattore di cresta massimo” è calcolato sui singoli intervalli ed è definito come CF. Il calcolo produce una definizione rivista di TE basata sulla lunghezza minima di tempo che contiene qualsiasi magnitudo della storia del tempo che supera in valore assoluto il valore di picco su CF.

Quale versione MIL-STD devo scegliere?

Molti standard di test usano gli standard del metodo di test del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti per definire i parametri di test, quindi i tecnici di test possono incontrare valori di Te e TE quando sviluppano un test SRS. In alcuni casi, lo standard di prova può semplicemente fornire quale versione di calcolo MIL-STD-810 utilizzare.

Altrimenti, si consiglia di utilizzare le linee guida fornite negli standard dei metodi di prova per determinare quale versione di calcolo soddisfa le specifiche MIL-STD.

Usando le forme d’onda storiche registrate

Quando le forme d’onda registrate sono disponibili, le durate degli shock (Te e TE) per l’impulso di prova dovrebbero essere coerenti con i dati misurati. Allo stesso modo, la forma d’onda sintetizzata dovrebbe riflettere le storie temporali misurate in termini di ampiezza e attraversamento dello zero. Quando si usano i dati misurati, Te e TE saranno calcolati a partire dalle misure della storia temporale dell’ambiente originale (vedi allegato A, paragrafo 1.3).

Quando si usano misure multiple per specificare un ambiente d’urto, il manuale fornisce anche le seguenti linee guida:

• Le tolleranze devono essere specificate sull’SRS di massima accelerazione
• Ogni singolo test deve rientrare nelle bande di tolleranza per essere soddisfacente
• Se il dispositivo in prova (DUT) non ha una risposta modale significativa a bassa frequenza, la parte a bassa frequenza dell’SRS può “cadere” fuori tolleranza per soddisfare la parte ad alta frequenza, purché la porzione ad alta frequenza inizi almeno un’ottava sotto la prima frequenza di modo naturale del DUT
• Se il DUT ha una significativa risposta modale a bassa frequenza, la durata dell’impulso transitorio complesso può cadere fuori dall’intervallo TE per “soddisfare” la porzione a bassa frequenza dell’SRS

Se il numero di storie temporali misurate non è sufficiente, si raccomanda di usare “un aumento rispetto al massimo degli spettri SRS disponibili per stabilire lo spettro di prova richiesto.” Gli spettri risultanti dovrebbero tenere conto della distribuzione casuale e dell’incertezza in qualsiasi metodo predittivo. Secondo il manuale, le durate di Te e TE dovrebbero essere prese come “i rispettivi massimi come calcolati da ciascuna delle storie temporali misurate.”

Quando i dati misurati non sono disponibili

Se le forme d’onda della storia temporale misurata non sono disponibili, l’SRS e i corrispondenti valori di Te e TE possono essere derivati da:

• una misurazione in scala di un ambiente “dinamicamente simile”
• analisi strutturale o altri metodi di previsione
• una combinazione di fonti

Per maggiori informazioni, vedere METODO 516.8, 2.3.2.2, “SRS in assenza di dati misurati.”

Quando le tolleranze non possono essere rispettate

Le seguenti linee guida sono fornite quando le tolleranze non possono essere rispettate:

“Nei casi in cui tali tolleranze non possono essere rispettate, stabilire tolleranze raggiungibili che sono concordate dall’autorità tecnica competente e dal cliente prima di iniziare la prova. Nei casi in cui le tolleranze sono stabilite indipendentemente dalla guida fornita di seguito, stabilire tali tolleranze entro i limiti della calibrazione di misurazione specificata, della strumentazione, del condizionamento del segnale e delle procedure di analisi dei dati” (METODO 516.8, 4.2.2.).

Symmetric Fitting Checkbox

La nuova casella di controllo Symmetric Fitting si trova anche sotto la scheda SRS.

La casella di controllo Symmetric Fitting offre una nuova opzione di adattamento quando si sintetizzano o si iterano gli impulsi per abbinare i valori SRS. Può essere usato per tutti i tipi di sintesi.

Symmetric Fitting Unchecked

Quando Symmetric Fitting non è selezionato, un algoritmo software determina la linea migliore quando gli impulsi sono sintetizzati. La linea è determinata dalla media aritmetica del minimo e del massimo delle risposte per ogni frequenza (maximax). VibrationVIEW usava questa media aritmetica prima del rilascio dell’opzione Symmetric Fitting.

Se gli impulsi primari +/- non rientrano nella banda di tolleranza dopo l’iterazione, l’utente può eseguire il test due volte (è più probabile che le risposte inferiori siano fuori tolleranza perché la tolleranza inferiore è spesso più stretta di quella superiore). Prima, il test può essere eseguito per catturare le risposte più alte. Poi, la forma d’onda può essere invertita in modo che le risposte più basse rientrino nella tolleranza più alta, e il test può essere eseguito di nuovo.

Symmetric Fitting Checked

Quando Symmetric Fitting è controllato, la migliore linea di adattamento è determinata usando la media geometrica. Quando si sintetizza un impulso, l’utente vuole avere entrambe le componenti positive e negative entro la tolleranza e la velocità e lo spostamento uguali in entrambe le direzioni positive e negative. Abbiamo scoperto che l’uso della media geometrica richiede un minor numero di iterazioni per generare impulsi che corrispondano all’SRS desiderato.

L’opzione di adattamento corretta dipende dagli obiettivi del test. Se il test può tollerare una linea di best-fit più generale, allora l’opzione Symmetrical Fitting può essere una scelta efficiente. Sotto, l’iterazione della stessa forma d’onda è visualizzata con l’opzione Symmetric Fitting deselezionata e selezionata.

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Gli utenti dei controller VR con un valido accordo di aggiornamento e supporto possono aggiornare gratuitamente all’ultima versione di VibrationVIEW. La versione demo è disponibile gratuitamente per qualsiasi utente.