37
Приложение В
(справочное)
Определение расчетных уровней вибрации оборудования, соответствующих условиям
испытаний при воздействии случайной вибрации
В.1 Общие положения
Расчет механической прочности оборудования для железнодорожного подвижного состава выполняют при вибрационном воздействии, соответствующем условиям эксплуатации, или при расчетных уровнях вибрационного воздействия, соответствующих условиям вибрационных испытаний.
Расчетные уровни вибрационного возбуждения оборудования определяют точными и приближенными методами по приведенным в данном приложении основным уравнениям, которые представлены в общем виде. Уравнения для приближенных вычислений получены на основании анализа системы с одной степенью свободы. Расчетные уровни вибрационного воздействия касаются воздействия случайной вибрации.
В.2 Предмет расчета
При отсутствии исходных данных для расчета механической прочности оборудования по уровням вибрационных воздействий на оборудование в эксплуатации применяют альтернативные методы расчета воздействующей вибрации, соответствующей требованиям настоящего стандарта.
Методы расчета конструкции при ударных воздействиях не рассматриваются. Рекомендуется учитывать в расчете уровни ударного возбуждения, приведенные в настоящем стандарте.
В.3 Термины и определения
В.3.1 пик-фактор: Отношение пикового значения ускорения к среднему квадратическому значению вибрации во временной области.
В.3.2 усталостное повреждение: Накопленный эффект повреждения оборудования/деталей, вызванный вибрационными воздействиями, действующими в определенных точках.
В.3.3 расчетное значение ускорений: Максимальная допустимая вибрация для оборудования/детали (например, ее превышение может привести к повреждениям или нарушению нормальной работы).
В.3.4 расчетный удар: Максимально допустимый уровень кратковременного воздействия на оборудование/деталь (например, его превышение может привести к повреждениям или нарушению нормальной работы).
В.3.5 система с одной степенью свободы: Одноступенчатая система подрессоривания/демпфирования массы, которая может быть описана одним дифференциальным уравнением второй степени.
В.4 Обозначения
— амплитуда установившейся синусоидальной вибрации возбуждения в расчетной схеме при резонансе, соответствующая пределу выносливости (при которой за срок службы оборудования не наступает усталостное повреждение), м/с2;
^d(mg) — максимальная амплитуда установившейся синусоидальной вибрации возбуждения в расчетной
схеме при резонансе, соответствующая испытательному уровню вибрации, м/с2;
СПМ25 —спектральная плотность мощности при испытании, выбранная по рисункам 1—4, при 25 %-ном сроке службы, (м/с2)2/Гц;
СПМ100 — расчетная спектральная плотность мощности при 100 %-ном сроке службы, (м/с2)2/Гц;
Cft — значение пик-фактора, применяемое при испытании;
f — резонансная частота оборудования/деталей, рассматриваемых как система с одной степенью
свободы, Гц;
Nd — расчетное число циклов нагружения для системы с одной степенью свободы, циклы;
Nn — число циклов нагружения для системы с одной степенью свободы за срокслужбы (точка на кривой
усталости, которая часто соответствует горизонтальному участку и соответствует пределу выносливости ael), циклы;
v — отношения максимальное/СКЗ значений реакции системы с одной степенью свободы;
vl —нижняя граница v;
vu — верхняя граница v;
Q — 1/(2£) — коэффициент усиления при резонансе;
Trt — продолжительность испытания на воздействие случайной вибрации, с;
£ — критическое затухание;
oel — предел выносливости, Па.
В.5 Допущения
Уравнения в настоящем приложении составлены при следующих допущениях:
- амплитуда синусоидальной вибрации возбуждения, соответствующая пределу выносливости, Лсд, м/с2 [уравнение (В.8.1)], создает аналогичное воздействие на процесс усталостного повреждения при расчете, что и при соответствующем уровне возбуждения случайными колебаниями при СПМ100, (м/с2)2/Гц), при возбуждении колебаний оборудования/детали для системы с одной степенью свободы для каждого рассматриваемого резонанса;
максимальная амплитуда синусоидальной возбуждающей вибрации, Ad(mg), м/с2 (уравнение (В.8.2) — разброс 3,0 а), воздействует, как и максимальная амплитуда вибрации при каждом рассматриваемом резонансе при испытаниях, превышающая в три раза значение СКЗ соответствующих случайных колебаний при пик-факторе до 2,5.