Испытания и испытательные оборудования

метки: Испытание, Организация, Условие, Технология, Фактор, Изделие, Контроль, Температура

Испытания и испытательные оборудования

Лекция 1

1.1 Введение. Цели и задачи испытаний продукции

Постоянное опвышение требований к качеству выпускаемой продукции, ее надежности и долговечности, рост сложности современной техники, создание новых видов продукции с использованием самых последних достижений науки, техники и технологии, материалов с неизвестными ранее свойствами, определение новых технических характеристик продукции приводят к необходимости удаления исключительного внимания к вопросам рациональной организации и проведения испытаний, обеспечения их достоверности и единства.

Целью испытаний является — объективное установление значений параметров, характеристик продукции (технологических процессов, материалов или качества оказываемых услуг).

Действительно, одним из характерных особенностей испытаний является именно объективность установленных (полученных) характеристик объекта испытаний. Современные информационно технические технологии, которые все больше и глубже внедряются вс все сферы и направлении народного хозяйства, позволяют получить такие результаты, о которых раньше и мечтать было невозможно.

Для достижения этих целей необходимо решать ряд важных задач, без которых немыслимо проведении самих процессов испытаний.

Основная задача испытаний и испытательных оборудований является — максимально приблизить воздействующие факторы к условиям эксплуатации, качественно и количественно определить изменение в этих условиях основных свойств и характеристик испытуемой продукции.

Следовательно, необходимо установить требование к характеристикам средств испытаний, которые будут определять точность к воспроизводимость условий испытаний.

1.2 Вопросы норма тивной базы испытаний продукции

Исследования, проводимые для выявления соответствия действительных значений характеристик средств испытаний требованиям, установленным на них в нормативной документации (НД), составляют основное содержание аттестации.

Несопоставимость, а иногда и недостоверность результатов испытаний зачастую вызывается неодинаковыми способами обработки и оценки точности данных испытаний, разным оформлением их результатов. В самом деле от характера погрешностей (случайная, систематическая), наличия или отсутствия доверительных границ их оценки и вероятности нахождения оценок погрешностей в этих границах, а в необходимых случаях и вида функции распределения погрешностей, наличия или отсутствия данных о достоверности контроля при испытаниях и т.д. может коренным образом меняться суждение о соответствии или несоответствии контролируемых показателей качества изделия требованиям НД, с соответственным весьма существенным расхождением заключений по результатам испытаний.

Обоснование актуальности и разработка методики сертификационных ...

... а также требования к условиям испытаний (раздел 6) и способы оценки колебаний напряжения и доз фликера (раздел 4). Выбор характеристик продукции, которые предпочтительно оценивать в сертификационных испытаниях. Проанализировав данные нормативные документы, я ...

И это касается не только оценки точности и (или) достоверности результатов испытаний, которые получают на основе измерений или контроля характеристик. Правильная фиксация условий испытаний, характеристик применяемых средств испытаний, надлежащий их учет при обработке данных испытаний могут иметь решающее значение также при использовании органолептических методов, при счете числа дефектов, применении методов неразрушающего контроля, при испытаниях на надежность и т.д.

Поэтому одним из важных факторов обеспечения единства испытаний является унификация и стандартизация способов представления данных испытаний, их обработки, оценки точности и оформления результатов.

В НД на методы испытаний и соответствующих разделах стандартов и технических условий на продукцию обычно приводятся методы обработки и оформления результатов испытаний. Однако общего подхода к этому вопросу до сих пор не было и лишь для результатов измерений ГОСТ 8.011-72 единым образом регламентирует формы представления и стандартизованные показатели точности. Однако этого совершенно недостаточно по ряду причин.

Во-первых, результаты измерений являются в общем случае исходными данными, которые в совокупности с другими данными (характеристики условий испытаний, способы отбора и подготовки проб и др) после их обработки дают результаты, точность которых как раз и требуется оценить.

Во-вторых, одни параметры можно измерить, другие оценить органолептическими или другими методами — нужно дать правильную оценку результата в любом случае.

В-третьих, необходим единый подход к оформлению протоколов испытаний. Это касается как способов фиксации первичных данных испытаний, так и полученных после их обработки результатов.

Эти задачи и решаются разработанным в рамках программы системы государственных испытаний продукции (СГИП).

Важнейшими особенностями этого документа являются следующие:

1. В нем собраны установленные различными НД способы обработки данных испытаний, полученных путем измерений, путем оценки числа дефектов или не измеряемых характеристик свойств продукции, при испытаниях на надежность, при оценке изменений контролируемого параметра по времени или наработке, при оценке комплексных показателей качества. Для всех этих видов обработки даны ссылки на соответствующие стандарты.

2. Установлено в качестве обязательного требования при обработке данных контрольных испытаний давать определение вероятности соответствия (или несоответствия) продукции требованиям НД, без чего заключение о годности по существу теряет смысл.

3. Установлены стандартизованные варианты показателей точности, которыми следует руководствоваться при оценке точности данных и результатов испытаний как при разработке методик испытаний, так и при проведении последних.

В качестве таких вариантов приняты:

нижняя и (или) верхняя доверительные границы погрешности с указанием вероятности;

• нижняя и (или) верхняя доверительные границы оценки среднеквадратического отклонения погрешности с указанием вероятности, точная оценка математического ожидания погрешности, вид распределения погрешности;
• нижняя и (или) верхняя доверительные границы оценки систематической погрешности с указанием вероятности, нижняя и (или) верхняя доверительные границы оценки среднеквадратического отклонения случайной погрешности с указанием вероятности, вид распределения случайной погрешности;

— нижняя и (или) верхняя доверительные границы среднеквадратических отклонений оценок систематической и случайной составляющих с указанием вероятностей, вида распределения систематической погрешности, вида распределения случайной погрешности.

Погрешности и их классификации

... влияние на результаты контроля и испытания образцов продукции. При контроле продукции, параметры качества которых находятся близко к границе допускаемых значений, из-за погрешности измерений часть годных изделий может быть забракована (вероятности ...

Для результатов испытаний может быть в качестве показателя точности также использован интервал, содержащий значение показателя качества с указанием вероятности.

Значение вероятности, меньшее или большее 0,95, необходимо указывать. Вероятность 0,95 можно не указывать.

В качестве результата испытаний может также фигурировать заключение о соответствии или несоответствии продукции требованиям НД с указанием вероятностей ошибок при принятии этих решений, экспертное заключение о нормальном функционировании испытуемого изделия в заданных условиях.

4. Дано типовое исчерпывающее содержание протоколов, фиксирующих данные и результаты испытаний.

Необходимо подчеркнуть, что основные положения СГИП носят общий характер и могут быть распространены на любые виды испытаний любых видов продукции.

2.1 Основные понятия и классификация условий эксплуатации изделий

Под условиями эксплуатации изделий понимают совокупность внешних факторов, оказывающих влияние на их работоспособность. К таким факторам — относят температуру и влажность окружающей среды, атмосферное давление, вибрации, удары и т.д. Под их влиянием происходит изменение электрических и механических параметров изделий. Факторы, способные изменить электрические и механические характеристики изделий или вызвать их разрушение, называют дестабилизирующими.

Все многообразие различных воздействий внешних факторов на изделия можно свести к следующим видам:

Климатические,

Температурные;

• Механические.

Климатические воздействия

Температурные воздействия

Механические воздействия

Изделия могут являются основными составными частями различных устройств, широко применяемых в самых различных областях народного хозяйства. Условия эксплуатации этих устройств, а следовательно, и изделий могут значительно различаться.

По условиям эксплуатации изделия делят на три группы:

• работающие в нормальных условиях;
• работающие в естественных климатических условиях;
• работающие в специальных условиях (на борту скоростных самолетов;
• аппаратов высокого давления и т.п.).

Нормальными условиями

Естественными климатическими условиями

Изделия, работающие в специальных условиях могут оказаться в особенно трудных условиям. Дестабилизирующие факторы: очень большие и быстрые изменения температуры, влажности и атмосферного давления, интенсивная солнечная и космическая радиации, большие линейные ускорения, акустические шумы и т.д.

Условия транспортирования изделий к месту назначения и мест, в которой они установлены могут быть самыми разнообразными: перевозка автотранспортом, по железной дороге, по воде, на самолетах, на лошадях, ручная переноска и т.д. При транспортировании изделия могут быть подвержены как климатическим, так и механическими действиям. Например, при транспортировании по железной дороге возникают периодические удары о стыки рельсов, сильные толчки в начале движения, при торможении и сортировке вагонов. При погрузке, разгрузке и перевозке возможны, например, удары, которые характеризуются высотой свободного падения на грунт. Климатические изменения при транспортировании происходят быстрее, чем в стационарных условиях.

Изучение свойства влажного воздуха

... давлению пара во влажном воздухе - Р п . По этой же таблице определяется и давление насыщения, соответствующее температуре воздуха Р п . По (7 а) определяется ц, т.е. относительная влажность воздуха. Гигрометр другого типа ...

Условия транспортирования и хранения могут существенно повлиять на работоспособность изделий. Поэтому.кроме условий эксплуатации и прочих условий, в технических условиях (ТУ на изготовление изделий оговаривают условия хранения и транспортирования.

2.2 Климатические условия эксплуатации изделий

Основная часть внешних воздействий, при которых приходится работать изделиям, в значительной степени зависит от климатических условий.

Климат — это характерный метеорологический режим данной местности за продолжительный (20-30 лет) период времени. Климатические условия и различных зонах Земного шара очень разнообразны. Более того в пределах данной местности происходят суточные сезонные изменения температуры, влажности и атмосферного давления. Климатическая обстановка действует на изделия не только прямыми климатическими факторами, как, например температура, влажность, давление и разнообразные их сочетания. Серьезное влияние на работоспособности изделий могут оказать также и дополнительные факторы, характерные для той или иной местности: загрязненность воздуха солями, пыль и микроорганизмами.

Характеристика климатической обстановки. Законамерность связи между климатом и изменением свойств материалов позволяет все многообразие климатических условий свести к четырем разновидностям климат:

• Жаркий сухой;
• Жаркий влажный (тропический);
• Холодный;

Умеренный.

Жаркий сухой климат охватывает области, где продолжительное время наблюдается высокая температур воздуха. Температура может изменяться от +60°С до -10°С ночью. Максимальный суточный перепад температуры 70°С, Температура корпуса аппаратуры от прямыми лучами солнца достигает +75°С и более. Возможны песчаные бури, пыль, роса и соли в воздухе, поражение изделий насекомыми, грызунами, пресмыкающимися. Жаркий сухой климат характерен для пустынь и степей.

Жаркий влажный климат имеет место в областях где температура воздуха повышается до +40°С в течении дня и резко падает ниже +25°С ночью. Средний суточный перепад температуры составляет 10°С. Относительная влажность высокая и достигает 90-100%, Влага легко конденсируется. Часты сильные ливни и грозы. При грозовых разрядах в воздухе образуется повышенное содержание озона, азота и аммиака, влияющих на старение изоляционных материалов. В этих условиях увеличивается возможность поражения изделий грибковой плесенью, насекомыми, грызунами и пресмыкающимися. Жаркий влажный климат характерен для тропиков.

Холодный климат охватывает области, где температура воздуха понижается на длительное время до -40°С и ниже. Для областей холодного климата характерны частые переходы через 0°С, что обычно сопровождается образованием тумана, инея, обледенения. Скорость ветра достигает -10 м/с и более. Холодный климат характерен для Арктики и Антарктики, тундры и высокогорных районов. Он предполагает тяжелые условия для работы изделий.

Устройство регулирования температуры и влажности в помещении

... чистого воздуха в помещение площадью 50 м², регулируемой температуры и относительной влажности. Функции, которые должен выполнять данное устройства: измерение относительной влажности и температуры воздуха в помещении, управление нагревательным прибором, вентилятором воздуха, самотестирование. Устройство должно поддерживать заданную температуру и относительную влажность воздуха в помещении ...

Умеренный климат соответствует средним географическим широтам, где сезонные изменения температуры обычно колеблются в пределах от -30 до +35°С. Относительная влажность может доходить до 80-90% при температуре окружающей среды 20°С. Наиболее низкая температура (кратковременно) -40°С, наивысшая +40°С. Средний суточный перепад температуры составляет 11°С. Скорость ветра до 30 м/с. В разное время года и суток могут возникать условия, близкие к условиям тропического или холодного климата: высокая влажность и высокая концентрация солен в атмосфере, наличие в ней пыли и песка, сильный мороз.

Ухудшение параметров и работоспособности изделий в зоне умеренного климата незначительно. Однако заметное ухудшение может наступить при сильном загрязнении воздуха промышленными отходами.

2.3 Характеристика атмосферы

При анализе климатических условий эксплуатации изделий учитывают и состояние атмосферы, которое характеризуется температурой, влажностью, давлением, наличием пыли, песка, промышленных газов и т.д. Состояние атмосферы в зависимости от климата может быть весьма разнообразным.

Атмосферное давление над поверхностью Земли равномерно меняется (9,5-10) — 10 ⁴ Па (т.е. 720-780 мм рт. ст.) непрерывно изменяется в зависимости от метеорологических условий. С увеличением высоты атмосферное давление падает. В среднем можно считать, что на небольших высотах оно на каждые 1000 м подъема падает 1,33 — 10⁴ Па, а на больших высотах убывает в геометрической прогрессии. На высоте 20-30 км атмосферное давление снижается до (0,133-0,399) — 10⁴ Па, а высоте 100 км оно приблизительно равно 0,17 Па.

Температура воздуха также изменяется в зависимости от высоты над поверхностью. В тропосфере она уменьшается на 4 — 8°С на каждый километр высоты. Если летом у земли температура +25°С, то на высоте 3-4 км она составляет 0°С, а на высоте 12 км около -40°С. На высотах более 25 км температура увеличением высоты повышается.

Степень влажности воздуха характеризуется относительной влажностью , выраженной в процентах. Нормальная относительная влажность воздуха составляет 50-80%. В зоне влажных субтропиков и на побережье Ледовитого океана влажность достигает 85-90%, а в зоне пустынь лежит в пределах 50-60%. Наибольшая влажность, достигающая 100%, может быть при температуре воздуха от +20 до -40°С. В этом случае небольшое понижение температуры, как правило, вызывает появление росы, выпадающей в первую очередь предметы, обладающие низкой температурой. При повышении температуры воздуха металлические предметы некоторое время сохраняют более низкую температуру, что также вызывает появление росы. Наиболее опасна относительная влажность 80-90%, так как в этом случае влага в воздухе находится в газообразном состоянии и легче поглощается материалом, проникая сквозь тонкие щели и мелкие поры. При температурах ниже 0°С влага обычно конденсируется и выпадает в виде инея, поэтому в атмосфере количество влаги становится незначительным. Влага на изделия попадает не только из воздуха. Источником увлажнения может быть снег, дождь, ливни, морские брызги и т.п.

Испытания изделий электронной техники

... в стандартах и общих технических условиях (ТУ) на изделие. Все испытания классифицируют по методам проведения, назначению, этапам проектирования, изготовления и выпуска, виду готовой продукции, продолжительности, уровню проведения, виду ...

Низкая влажность при высоких температурах (климат пустыни) характеризуется большим содержанием в атмосфере органической и минеральной пыли.

Пыль, посторонние газы и песок, в атмосфере представляют серьезную опасность для работоспособности изделий. Наземная пыль состоит из мельчайших обломков горных пород, почвы, металлов, мельчайших растительных и животных организмов, поднимаемых в атмосферу восходящими воздушными течениями. Частицы пыли обычно шероховаты и часто гигроскопичны. Их размеры составляют 0.1 — 20 мкм. По мере подъема на высоту количество пыли резко убывает. На высоте 5 км воздух практически не содержит пыли.

В атмосфере может содержаться и соленая пыль возникшая в результате испарени воды, наличия дыма от заводских труб и лесных пожаров, а также выхлопа газов транспортом. В больших городах и промышленных центрах, а также в заболоченных местностях атмосфера содержит различные газы: углекислый газ, сероводород, аммиак и др. Являясь сильными окислителями, они вызывают коррозию многих металлов. Например, сильное окисление серебра под влиянием сероводорода вынуждает применять для контактов коммутационных устройств золото, платину или специальные сплавы.

Песок обычно состоит из округленных зерен кварца размером 0,06-0,8 мм. Вследствие сравнительно большой массы частиц песчаные вихри редко поднимаются выше нескольких десятков сантиметров над поверхностью Земли, даже при наличии сильных устойчивых ветров. Некоторые песчаные районы содержат в качестве примесей к песку значительное количество солей, растворимых в воде. Под действием ветра соли попадают в атмосферу, переносятся на значительные расстояния и могут оседать на изделиях (измертиельные устройства на открытых местностьях и т.п.), вызывая их разрушение или неправильную работу.

Солнечная радиация приводит к тепловому воздействию за счет длинноволновой части спектра солнечных лучей (инфракрасные и красные) и воздействию ультрафиолетовых лучей. Самое сильное тепловое воздействие на материалы оказывают солнечные лучи, перпендикулярно падающие на поверхность предмета. В зонах умеренного климата это наблюдается преимущественно с марта месяца по сентябрь. В условиях малых широт, а также больших широт усиливается влияние ультрафиолетовых лучей. В тропиках солнечный свет действует на материалы и за счет большого теплового эффекта и значительного содержания ультрафиолетовых лучей. Здесь металлические предметы под воздействием солнечных лучей могут нагреваться до 80-90°С. Максимальная интенсивность прямой солнечной радиации, получаемой. поверхностью Земли летом в тундре, не меньше, чем в тропиках.

Повреждения от солнечной радиации изделий нехарактерны, так как они редко подвергаются непосредственному облучению солнечными лучами.

Биологические факторы . Биологическая среда, окружающая изделия, зачастую сильно влияет на их работоспособность и сохраняемость Наиболее распространенными представителями биологи ческой среды являются грибковые образования (плесени), относящиеся к низшим растениям, не имеющим фотосинтеза. Лишенные хлорофилла, они покрывают свою потребность в питании за счет органических веществ, на которых находятся.

Реферат виды испытаний продукции

... Программа предварительных испытаний максимально приближена к условиям эксплуатации изделия, организация проведения испытаний такая же, как и при доводочных испытаниях. Предварительные испытания проводят аттестованные испытательные подразделения с использованием аттестованного испытательного оборудования. Продукцию, закрепл ...

Расщепление и синтез сложных соединений питательной среды производится содержащимися в них ферментами. В процессе жизнедеятельности грибковые образования выделяют продукт обмена веществ — метаболиты. Некоторые метаболиты состоят преимущественно из различного вида кислот, вызывающих коррозию металлов и разложение изоляционных материалов. Известно до 4-10 ⁴ разновидностей грибковых образований. Оптимальными условиями развития для большинства их видов являются высокая относительная влажность воздуха (более 85%), температура от +20 до +30°С и неподвижность воздуха. Влажность и температура тропического климата особенно благоприятна для интенсивного роста плесени. В умеренном климате также часто создаются условия, способствующие обильному размножению. Например, плесени образуются в сыром и теплом складском помещении с плохим обменом воздуха, под брезентом, в теплом и влажном месте и т.д.

Из насекомых наиболее опасны для изделий термиты. Прожорливость и неразборчивость в пище делают термитов одними из наиболее вредных насекомых для изделий, работающих в условиях влажного тропического климата. На территории Центральной Азии термиты встречаются преимущественно в Узбекистане

Лекция 3

3.1 Температурные условия эксплуатации изделий

испытание механический температурный

Часто тепловые характеристики изделий имеют исключительно важное значение. Например, электро-бытовые приборы и аппаратуры, источники тепла и света и т.д. Выделяемая аппаратурой тепловая энергия отдается окружающей среде и вызывает повышение ее температуры. Причиной выделения большого количества тепла внутри электронной аппаратуры обычно является ее низкий к.п.д. Лишь относительно небольшой процент потребляемой мощности преобразуется в полезную выходную мощность. Остальная мощность расходуется на нежелательные потери, в результате которых выделяется тепло. Если аппаратура работает в условиях высокой температуры окружающей среды, то в нее может поступить дополнительное тепло извне.

В общем случае установившаяся температура поверхности изделий, находящихся внутри аппаратуры, зависит от их физических особенностей (цвета, формы, состояния поверхности и т.п.), от нагрева расположенных рядом тел и от условий теплообмена внутри аппаратуры.

Температура внутри аппаратуры может достигать значений, при которых материалы с низкой точкой плавления размягчаются или даже начинают испаряться. Например, для большинства термореактивных пластмасс температура, при которой резко уменьшается их механическая прочность, лежит ниже 95°С, Разрушение изоляции из целлюлозы начинается примерно при температуре 100°С. При температуре выше 100°С у многих изоляционных материалов уменьшается электрическая прочность, возрастает тангенс угла потерь.

Температурное воздействие может быть:

непрерывным (стационарным);

• периодическим;
• апериодическим.

Непрерывное температурное воздействие создается при установившемся температурном режиме как внутри аппаратуры, так и при соприкосновении ее с внешней средой, имеющей постоянную температуру. Такой режим устанавливается в изделиях, работающих в нормальных условиях. Нормальная работоспособность изделий в этих условиях нарушается главным образом из-за температуры, которая превышает предельно допустимую для материалов, из которых он изготовлены. Нарушение нормальной работы может быть вызвано и старением материалов.

Периодическое температурное воздействие создается при нестационарных тепловых воздействиях: при повторно-кратковременных включениях аппаратуры, суточных изменениях температуры окружающей среды, при повторно-переменном солнечном облучении и других нестационарных тепловых воздействиях. Такой режим характерен для изделий, работающих в наземных естественных климатических условиях, в составе бортовой аппаратуры самолете ракет и космических кораблей. Нарушение работоспособности изделий в этих условиях происходит от многократных деформаций элементов изделия, возникающих за счет быстрых изменения температуры (причем наиболее опасными являют переходы температуры через 0°С).

Апериодическое температурное воздействие вызывается единичными, сравнительно редкими действиями тепла и холода на изделия, и пример, когда аппарат выносят зимой из теплого помещения в наружу. Нарушения работоспособности изделий при апериодических температурных воздействиях связаны со скоростью изменения их температуры (тепловой удар).

Создание оптимального теплового режима для изделий в современной РЭА ставится особенно трудным при увеличении плотности монтажа и коэффициента использования объема аппаратуры. Уменьшение объема аппаратуры вызывает усиление концентрации тепла, если мощность, потребляемая ею остается неизменной. В то же время уменьшение поверхности аппаратуры вызывает уменьшение скорости теплообмена с окружающей средой. Использование микромодульных конструкций дало возможность в 10 раз уменьшить объем электронной части аппарату по сравнению с миниатюрными конструкциями, в которых применены малогабаритные изделия. Несмотря на то, что потребляемые микромодульными конструкциями мощности относительно невелики, концентрация тепла в аппаратуре остается значительной. Применение интегральных микросхем существенно снизило концентрацию тепла в РЭА.

Удаление тепла из блоков РЭА и изоляция аппаратуры от источников внешнего нагрева все еще являются необходимыми условиями для повышения надежности изделий и увеличения их срока службы.

3.2 Механические условия эксплуатации изделий

В условиях эксплуатации или при транспортировании на изделия могут воздействовать механические нагрузки, имеющие, как правило, сложный комплексный характер. Чтобы облегчить изучение действия сложных механических нагрузок на изделия, их сводят к эквивалентным воздействиям: к действию удара, вибрации и постоянно действующего ускорения.

Изделия устройств, аппаратуры, эксплуатируемые в нормальных условиях, подвергаются главным образом ударным нагрузкам и тряске при упаковке, погрузке, транспортировании и перевозке. Изделия, установленные на передвижной основе, испытывают воздействие линейных ускорений, вибрационных и ударных нагрузок. Они возникают, например, при взлете и посадке летательных аппаратов, при движении объектов по дорогам, резком изменении скорости движения н в других случаях. При этом на каждый элемент конструкции действует сила F , величина которой определяется первым законом Ньютона. Отношение силы механического воздействия F к силе тяжести изделия Р называют коэффициентом перегрузки — _пер и определяют по формуле

_пер = F/Р = a/g,

где a — ускорение, действующее на изделие, м/с² , g — ускорение силы тяжести, м/с² .

Коэффициент перегрузки показывает, во сколько раз ускорение, действующее на изделие, больше ускорения силы тяжести. Механические нагрузки обычно задают в значениях амплитуды ускорения (10 g, 20 g, 40 g и т.д.), где числа 10, 20, 40-коэффициенты перегрузки. Кроме амплитуды ускорения, в ТУ на изделие указывают частоту и амплитуду вибраций.

Вибрация -это периодическое колебательное движение изделий, различных механизмов и их составляющих. Вызываются вибрации работающими двигателями и винтами судов и самолет тряской на сухопутном транспорте и т.д. Изменение положения точек колеблющегося тела называют смещением или амплитудой колебаний, изменение смещения во времени — скоростью вибрации, а изменение скорости — ускорением вибрации. Кроме того, вибрационные колебания характеризуются частотой. Возникающие при вибрации ускорения увеличивают массу изделия, а следовательно, перегрузки.

В технических расчетах величину коэффициента перегрузки обычно определяют по формуле

_пер 4Х10^-3 А_m f² ,

где А _m — амплитуда колебаний, мм; f — частота вибрации, Гц,

Известно, что изделия, установленные в автомобилях, работают в условиях вибрации с частотой f = 2-80 Гц и ускорением до 6 g, в корабельной — с f == 35-150 Гц и ускорением до 4 g, в самолетной — с f = 10-200 Гц и ускорением до 1 g. Вибрации особенно опасны, если собственная (резонансная) частота механических колебаний каких-либо изделий совпадает с частой вибраций. Например, резонансные частоты навесных радиодеталей массой 0,3-12 г. с проволочными выводами длиной 30 мм и диаметром 0,6-1,0 мм находятся в пределах от 200 до 450 Гц. Резонансные частоты резисторов переменного сопротивления диаметром 45 мм, в зависимости от длины оси и массы ручки, лежат в пределах от 0,1 до 1 кГц. Длительное совпадение собственной частоты колебаний изделия или его элементов с частотой вынужденных колебаний создает явление механического резонанса, которое может привести к ломкам креплений, обрыву проводов, разрушению паек и другим опасным последствиям. Свойство изделий противостоять разрушающему действию вибрации и сохранять свою работоспособность как во время, так и после действия вибрации называют вибростойкостыо .

Удары — это резкие изменения или внезапные перемены режима движения. Изделия, установленные в наземной передвижной основе могут испытывать в минуту от 10 до 80 ударов, создающих ускорение до 10 g, в самолетной — 40 — 80 ударов, создающих ускорение до 10 g, в судовой — 40 -80 ударов, создающих ускорение до 12 g. Способность изделий противостоять разрушающему действию ударов и сохранять свою работоспособность называют ударной прочностью .

Серьезное влияние на работоспособность изделий, установленных в участках, может оказать акустический шум. Этот шум создает разрушительные вибрации, возбуждая каждую деталь изделия с помощью распределенного усилия. Величина такого усилия является функцией звукового давления и площади каждой детали изделия. Поэтому, например, амортизаторы вибраций, являющиеся эффективными при механических вибрациях, могут оказаться совершенно неэффективными для вибраций, обусловленных акустическими шумами.

3.3 Основные факторы , влияющие на работоспособность изделий

Повреждения изделий могут быть обусловлены неправильным конструированием, нарушениями ТУ при производстве и условиями эксплуатации. Все многообразие дестабилизирующие факторов условно разделяют на две большие категории:

• Субъективные факторы;

Объективные факторы.

Субъективные факторы. Эта категория факторов определяется действиями отдельных людей, оказывающих существенное влияние на надежность изделий на всех этапах, начиная от конструирования и изготовления и кончая их эксплуатацией. Однако степень влияния субъективных факторов на работоспособность изделий различна для различных этапов. Ошибки, допущенные при конструировании, исправляются, как правило, усилиями всего коллектива. Ошибки, допущенные при изготовлении, выявляются во время многочисленных испытаний. Ошибка же одного техника эксплуатационника может оказать решающее влияния на работоспособность изделий и на их готовность к выполнению основной задачи. Поэтому в основе значительной доли отказов изделий лежат неправильные действия обслуживающего персонала во время контроля функционирования, регулировки, ремонта и эксплуатации изделия.

Основные субъективные факторы могут быть сведен к следующим;

• а) небрежность в обращении с изделиями при их производстве и в эксплуатации;

— б) отсутствие необходимых знаний опыта, определяющих правильные действия в условиях эксплуатации (при выборе режимов работы, контроле функционирования, регулировке и ремонте).

Так, например, неправильная зарядка аккумуляторных батарей сотовых телефонов ведет к их быстрому выходу из строя (ведь их стоимость не мало).

К вынужденному выходу из строя изделий приводят также использование предохранителей, не соответствующих номиналу, небрежное обращение или неумение пользоваться органами регулировки, бессистемный поиск неисправностей и незнание возможных неисправностей изделий.

Несоблюдение инструкции по эксплуатации, нарушение объема и методики профилактических или ремонтных работ, связанных с предупреждением неисправностей, приводит к ускорению износа изделий в целом. Небрежно составленная инструкция по эксплуатации также может быть причиной повреждения изделий.

Установлено, что из общего количества повреждений бытовой аппаратуры примерно 43% происходит от ошибок при конструировании, 20% зависят от изготовления изделий, 30% относятся к условиям эксплуатации, а остальные 7% определяются износом, старением и недоброкачественным сырьем. Причем неправильный режим эксплуатации, неправильное и неумелое обслуживание дает около 18% повреждений. Более строгий контроль при конструировании и производстве мог бы сократить выпуск дефектных изделий. Полное же исключение субъективных факторов, конечно, невозможно, они всегда имеются. Но их можно свести к минимуму. Для чего от специалистов, связанных с конструированием, изготовлением и эксплуатацией изделий, требуются высокая дисциплинированность, добросовестность постоянное совершенствование своей квалификации.

Объективные факторы . Эти факторы связаны с внешними воздействиями на изделия, с особенностями их применения, с внутренними процессами в материалах, определяющими износ и старение. Известно, что изделия из одних и тех же материалов в одних условиях эксплуатации и хранения теряют работоспособности несколько десятков или даже сотен лет, в других — разрушаются в течение нескольких дней. Следовательно, в изделиях могут происходить или иные процессы, с различной скоростью изменяют их свойства. Знание этих процессов и степени влияния объективных факторов на их ход дает возможность принять меры для замедления или полного устранения их. Это позволяет на многие годы сохранить работоспособность изделий. К объективным факторам относят:

• климатические воздействия;
• механические воздействия;
• температурные воздействия.

4.1 Классификация испытаний продукции

Испытаниям подвергаются все види продукций, которые производятся, изготавливается человеком (или с участием человека).

Эту фразу не стоит понимать в буквальном смысле. Здесь имеется в виду все виды продукций, которые предназначены для человека, для его прямых или косвенных потребностей.

Испытания промышленной продукции — экспериментальное определение количественных и (или) качественных характеристик свойств объекта испытаний как результата воздействия на него, при функционировании или моделировании с целю оценивания этих характеристик или проверки их соответствия установленным требованиям. (ГОСТ 16504 —81).

Следует выделять три группы задач, решаемых при проведения испытаний продукции:

получение эмпирических данных, необходимых для проектирования;

• установление соответствия продукции проектным требованиям; определение предельного состояния продукции. Проведение испытаний позволяет выявить:

1. Недостатки конструкции в технологии изготовления продукции, которые не позволят ей выполнить целевую функцию в условиях

·эксплуатации.

2. Отклонения от конструкции или технология, допустимые производством.

3. Скрытые случайные дефекты материалов, элементов конструкции, не поддающиеся обнаружению при существующих методах технического контроля.

4. Резервы повышения качества их надежность разрабатываемого конструктивно-технологического варианта продукции.

Для решения поставленных задач существует множество видов испытаний. , Цели и задачи различных видов испытаний продукции не постоянны.

Выделим основные цели проведения указанных видов испытаний. Поскольку испытания продукции разнообразны, и по характеру могут сочетаться друг с другом, их следует рассматривать с точки зрения принципов классификации:

• по назначению;
• по уровню проведения;
• по этапу проектирования;
• по назначению испытаний готовой продукции;
• по условиям и месту проведения;
• по продолжительности проведения;
• по виду воздействий;
• по результату воздействий;
• по определенным характеристикам объекта.

Каждый принцип классификации испытаний, в свою очередь состоит из различных видов испытаний, которые представлены на рис. 2.1.

На стадии научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ вновь разрабатываемое изделие подвергается исследовательским испытаниям, которые проводятся с целью:

• определения или оценки показателей качества функционирования испытуемого объекта в определенных условиях его применения;
• выбора наилучших режимов применения объектов или наилучших характеристик свойств объекта;
• сравнения множества вариантов реализации объекта при проектировании и аттестации;
• построения математической модели функционирования объекта (оценки параметров математической модели);
• отбора существенных факторов, влияющих на показатели качества функционирования;
• выбора вида математической модели объекта (среди заданного множества вариантов).

Установлено (ГОСТ 15.001-73), что ни одно вновь разрабатываемое изделие не может быть поставлено на производство без проведения следующих испытаний:

• приемочных испытаний опытных образцов с целью решения вопроса о целесообразности постановки на производство;
• квалификационных испытаний с целью оценки готовности предприятия к выпуску продукции данного типа в заданном объеме;
• на стадии производства продукции проводятся различные контрольные испытания (приемосдаточные, периодические, типовые, сертификационные и др.) с целью оценки технического уровня и качества

на стадии эксплуатации продукции проводятся эксплуатационные испытания (опытная эксплуатация, подконтрольная эксплуатация) с целью оценки действительных значений показателей качества продукции в реальных условиях ее применения.

Испытания охватывают продукцию (изделию) во всех стадиях ее жизненного цикла. Причем, в некоторых стадиях испытания определенного характера будут носит общий характер, выражающиеся в том, что в них участвуют несколько сторон производителей или потребителей. Например, приемо-сдаточные испытания, для одной стороны являются приемочнымы, а для другой стороны — сдаточнымы.

Основные определения видов испытаний, которым подвергается продукция, установлены в соответствующих нормативных документах или стандартах

На рис. 4.2. представлена фнукциональная связь различных видов испытаний продукции (изделия) на различных стадиях жизненного цикла. Этот жизненный цикл охватывает весь процесс жизнедеятельности изделия, начиная от проектирования на разработку, заканчивая списанием.

Как видно из рисунка, ответственность по проведению этих испытаний возлагается на так называемы головные организации, о чем мы познакомимся позже.

Лекция 5

5.1 Назначение и классификация технического контроля

Создание высококачественных и надежных в работе изделий способствует ускорению темпов расширенного общественного воспроизводства и является одним из факторов повышения эффективности народного хозяйства. В борьбе за повышение качества продукции значительную роль играет хорошо организованный технический контроль.

Контроль

Классификация по видам технического контроля, применяемого на производстве, выпускающем радиодетали и радиокомпоненты, приведена в табл. 5.1.

Пооперационному контролю

Выходному контролю

Визуальный контроль

Механический контроль

Электрический контроль

Физико-химический контроль

Технологический контроль

Признак классификации контроля	Вид контроля
По отношению к производственному процессу	Пооперационный, выходной
По способам контроля	Визуальный, геометрический, механический, электрический, физико-химический, технологический
По степени охвата контролем	Сплошной, выборочный
По периодичности	Непрерывный, периодический, инспек-торский
По степени участия чело-века в процессе контроля	Ручной, полуавтоматический, автомати-ческий
По способу оценки результатов контроля	Допусковый, количественный
По использованию результатов контроля	Пассивный, активный

Сплошной (10

Выборочный контроль

Статистический контроль

а) контроль в процессе производства (так называемый текущий предупредительный контроль);

• б) контроль по окончании производства (так называемый приемочный контроль).

При непрерывном контроле

Ручной контроль

полуавтоматическом контроле

Автоматический контроль

допускового контроля

количественном контроле

пассивного контроля

Все виды контроля делятся на:

• Контроль неразрушающий;
• Контроль разрушающий.

После неразрушающего контроля качество изделий не ухудшается, изделия годны к эксплуатации. В результате разрушающего контроля, наоборот, качество изделий ухудшается, а в ряде случаев они разрушаются. Такого рода контроль используют при испытании изделий на прочность и надежность. В остальных случаях, как правило, проводят неразрушающий контроль.

5.2 Виды испытаний продукции

Испытанием продукции называют проверку их соответствия заданным требованиям. Продукция (изделия) в процессе разработки и производства подвергают различным испытаниям.

исследовательские испытания

контрольные испытания

Приемочные испытания

ведомственные;

• межведомственные;
• государственные.

Выбор одного из этих испытаний зависит от ряда факторов: важности продукции для народного хозяйства, характера связей между разработчиками, изготовителями и потребителями, действующих положений, постановлений и т.д. В приемочных испытаниях определяют соответствие фактических характеристик изделия требованиям НД. При этом оценивают показатели назначения, надежности, экономические, эргономические (показатели, обусловливающие эффективность деятельности человека в системе «человек-изделие-среда») и специальные. По результатам приемочных испытаний составляют протокол испытаний, на основе которого оформляется акт приемки продукции, содержащий одно из следующих решений: прекратить разработку данной продукции, доработать конструкцию, рекомендовать постановку продукции на производство.

Квалификационные испытания

Окончательно технологию изготовления изделия корректируют при выпуске головной (контрольной) серии за которой устанавливают специальное наблюдение, чтобы выявить возможные дефекты и устранить их в серийном или массовом производстве. Изделия серийного или массового производства подвергают контрольным испытаниям с целью определения соответствия их качества требованиям стандартов или технических условий.

При этом в процессе производства испытаниям подвергают не только готовые изделия, но и их элементы на различных стадиях формирования такого изделия. Материалы, полуфабрикаты, комплектующие элементы могут проходить испытания при входном контроле, некоторые сборные единицы подвергают испытаниям перед установкой их на изделие.

Готовые изделия всех видов подвергают приемо-сдаточным, периодическим и типовым испытаниям, а также испытаниям на надежность (табл. 5.2).

Приемо-сдаточные испытания изделий производят при приемочном контроле. Испытаниям подвергают каждое изделие или партию, определяемую в зависимости от вида, назначения и объема выпуска продукции.

Периодические испытания принципиально отличаются от других видов контрольных испытаний. В самом деле, целью предварительных и приемочных испытаний опытного образца является выявление возможности представить отработанное изделие как прототип данной продукции для последующего производства, а приемосдаточные испытания служат своего рода фильтром для недоброкачественной продукции, которая не должна попасть к потребителю. Периодические же испытания проводятся в то время, когда продукция уже поставляется потребителю. Поэтому основная задача подобных испытаний — оценить стабильность уровня качества продукции за период между двумя испытаниями и выявить необходимость совершенствования конструкции изделия и технологии. Периодическим испытаниям подвергают изделия, выдержавшие приемо-сдаточные испытания.