CC BY
3
Оноприенко Евгений Александрович, начальник лаборатории, соискатель, war.evg2015@yandex. ru, Россия, Пенза, ВА МТО,
Большов Андрей Васильевич, преподаватель, соискатель, Bigofff@mil. ru, Россия, Пенза, Филиал ВА МТО
USE OF PROTECTIVE COMPOSITIONS FOR UNAUTHORIZED USE SMALL ARMS
S.A. Kukanov, M.S. Vorotilin, E.A. Onoprienko, A.V. Bolshov
The article deals with protective compositions, the use of which is aimed at increasing the protection of manpower and military facilities from the impact of small arms bullets.
Key words: protective composition, small arms bullets, striking element, durability, finite element method.
Kukanov Sergey Anatolyevich, candidate of technical sciences, docent, kuk_76@,mil.ru, Russia, Penza, Academy of Military Sciences,
Vorotilin Mikhail Sergeevich, doctor of technical sciences, professor, vice-rector of TulSU, Russia, Tula, Tula State University,
Onoprienko Evgeny Alexandrovich, head of the laboratory, applicant, [email protected]. Russia, Penza,
VA MTO,
Bolshov Andrey Vasilyevich, teacher, applicant, [email protected]. Russia, Penza, Branch of VA MTO
УДК 623.4.018
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-9-153-154
МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ВОЗДЕЙСТВИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ УДАРОВ МНОГОКРАТНОГО ДЕЙСТВИЯ
ПРИ ВОЗНИКНОВЕНИИ РЕЗОНАНСА КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЙ ВОЕННОЙ ТЕХНИКИ
И.С. Барашкин, М.С. Воротилин, А.А. Куторов, В.М. Чайковский
В статье рассмотрена методика проведения испытаний изделий военной техники на воздействие механических ударов многократного действия. Непреднамеренное возникновение резонанса конструкции аппаратуры при проведении данного вида испытаний, его определения на начальном этапе, а также возможности его исключения.
Ключевые слова: механический удар многократного действия, резонанс конструкции, испытания.
Изделие военной техники - это образец (комплекс, система), входящие в него составные части, создаваемые по тактико-техническому заданию государственного заказчика (либо по техническому заданию заказчика) и (или) по документации, утвержденной (согласованной) заказчиком военной техники и предназначенное для выполнения боевых задач или других задач самостоятельно или в составе комплекса (системы) военной техники.
В тактико-техническом задании на разработку (модернизацию) изделия военной техники закладываются требования в зависимости от особенностей его боевого применения и эксплуатации.
Одним из главных является соответствие изделия требованиям стойкости к внешним воздействиям, а именно к воздействию механических нагрузок (ударных, вибрационных, скручивающих и др.).
Выполнения данного требования (стойкость к ударным нагрузкам) проверяется на разных стадиях жизненного цикла изделия военной техники: на стадии разработки (в рамках предварительных испытаний и других видов испытаний при выполнении опытно-конструкторской работы), на стадии производства (в рамках периодических испытаний и испытаний, выделенных в отдельную категорию), а также на стадии эксплуатации изделий (в рамках проведения работ по продлению назначенных показателей).
Как показывает практика, при проведении периодических испытаний изделий военной техники, собранных по одному и тому же технологическому процессу, в составе которых применены и использованы из одной и той же партии (сортамента) покупные комплектующие изделия и материалы, есть вероятность возникновения отказа (в соответствии с ГОСТ 27.002-2015 под отказом понимается событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта). Данное событие сейчас разберем более подробно.
Известно, что при проведении периодических испытаний изделиям военной техники в количестве 2 образцов необходимо подтвердить требование на прочность к транспортированию. Данный вид испытаний представляет из себя механический удар многократного действия со следующими задаваемыми параметрами по каждой из испытываемых осей в соответствии с техническими условиями: количество ударов - 6500, перегрузка - 15g, длительность действия ударного ускорения - от 12,5 мс до 14,5 мс.
Данный вид испытаний осуществляется на ударной установке ВСТС - 450/1000 (рис. 1).
При проведении испытаний выяснилось, что изделие № 1 выдержало полный объём испытаний, когда как изделие № 2 отказало на 1033 ударе (на второй из трех испытываемых осях). Визуальным осмотром был обнаружен дефект в виде механической деформации корпуса изделия (трещина элемента конструкции), вследствие чего испытания были приостановлены, а изделие отправлено на анализ.
Рис. 1. Ударная установка ВСТС 450/1000 с пультом управления
В соответствии с ГОСТ РВ 0020-57.305-2019 резонанс конструкции аппаратуры - это увеличение в 2 раза и более амплитуды перемещения или амплитуды ускорения отдельной части и (или) конструктивных элементов аппаратуры по сравнению с амплитудой перемещения или амплитудой ускорения точек их крепления.
Было выдвинуто предположение, что причиной появления дефекта явилось возникновение резонанса конструкции изделия на заданных перегрузках.
Как известно, что частота в физическом смысле этого слова - это характеристика, равная количеству повторений некого периодического (в нашем случае колебательного) процесса за единицу времени. Рассчитывается частота, как отношение количества колебаний (повторений) к промежутку времени, за которое они совершены. Соответственно период колебаний (Т) - это промежуток времени, за которое совершается 1 полное колебание и определяется по формуле:
1 (1)
Т(0 - ^
(Гц)
В нашем случае длительность действия ударного ускорения будет соответствовать половине полного ко-
лебания
5 = ^ 2
(2)
Соответственно, соответствие между половиной длительности действия ударного ускорения, заданной в технических условиях и частотой приведена в таблице.
Соответствие между половиной длительности действия ударного ускорения и частотой
^'МС 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8
1 'ГЦ 125,0 111,1 100,0 90,9 83,3 76,9 71,4 66,7 62,5
8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12 12,5
р 1 'ГЦ 58,8 55,6 52,6 50,0 47,6 45,5 43,5 41,7 40,0
Для исключения совпадения частоты ударных импульсов с собственной резонансной частотой изделия решаем перед началом испытаний определять собственную резонансную частоту каждого испытуемого образца путем проведения синусоидальной вибрации по каждой из осей в диапазоне частот 40-120 Гц с амплитудой виброускорения 0^ (данная амплитуда виброускорения выбрана как наиболее «щадящая», так как в случае возникновения резонанса конструкции её резкий рост не должен превысить значений, указанных в технических условиях с учетом допустимых отклонений параметров испытательного режима в течение всего времени испытаний: по амплитуде перемещения - ±10%, по амплитуде виброускорения - ±20% (в соответствии с ГОСТ РВ 0020.57.305-2019).
Воздействие синусоидальной вибрации на каждый блок проводится на испытательной вибрационной электродинамической установке ВЭДС-1500М (рис. 2).
Рис. 2. Испытательная вибрационная электродинамическая установка ВЭДС-1500М
После проведения виброиспытаний анализируем снятые амплитудно-частотные характеристики (рис. 3).
154
воя мо оо.о »о во о ».01» 0
»о бо.о 7о.о вашим
1 ; 1 1 1 1 1 1 1
"Г....... I .....1----1----Г""1— 1 1111
...... г—V" \~Т~] 1 |
1 | 1 1' /г" *
1 1 1 1 1 1 11 1 I 11/1 1
1 1 г 7 1 1 1 Л / 1 ' /1/ [ \ 1 \ • 1 1
............
1 - . 1 ь—V- г • ■ 1 1
! г 1-1—1—I- 1
— Задание
-- ВЭД-1500.Ы-1.0 и
ф 92.Sru.Y-6.77i» | 70.9 Ги. У-1
— ВЭД.1500.М-|.0*г | 77.1 Ги, У-12.770 I 033 Ги. У-2.707
-ВЭД-150&, М-1.0 К1
ф Ш Ги. У=5.®7? | 70,4 Ги. У=1,712
50.0 60 0 70,0 60 0 90 0100 0
Рис. 3. Диаграмма синусоидальной вибрации: а - резонанс на частотах (Гц) 69,7; 78,2; б - резонанс на частотах (Гц) 70,9; в - резонанс на частотах (Гц) 77,1; г - резонанс на частотах (Гц) 70,4
а
б
в
г
Из анализа следует, что резонанс конструкции изделий возникает на частотах (Гц) 69,7; 78,2 (рис. 3, а); 70,9 (рис. 3, б); 77,1 (рис. 3, в); 70,4 (рис. 3, г); которые соответствуют длительности ударного ускорения (мс) 14,3; 12,8; 14,1; 13,0; 14,2, входящие в диапазон задаваемых требований и при которых происходят явное увеличение перегрузки в некоторых случая более, чем в 10 раз. Резонанс конструкции изделий на других частотах не берется в расчет по причине его определения при длительности ударного ускорения не входящего в диапазон задаваемых параметров (при частотах (Гц) 92,8; 90,6; 63,3, что соответствует длительности ударного ускорения (мс) 10,8; 11,0; 15,8). В связи с чем, при вводе параметров задания во время испытаний на механический удар многократного действия исключаются наиболее «неблагоприятные» величины, ведущие к кратному увеличению перегрузки, а берутся в расчет максимально приближенные к устойчивому процессу проведения испытаний.
Данная методика проведения испытаний позволяет решить проблему с непреднамеренным возникновением резонанса конструкции изделия, его определения на начальном этапе, возможности его исключения и широко используется при механических испытаниях на предприятии, выпускающее изделия военной техники.
Список литературы
1. ГОСТ РВ 15.004-2004. Система разработки поставки продукции на производство. Военная техника. Стадии жизненного цикла изделий и материалов. М., 2004.
2. ГОСТ РВ 15.201-2003. Система разработки и постановки продукции на производство. Военная техника. Тактико-техническое (техническое) задание на выполнение опытно-конструкторской работы. М., 2003.
3. ГОСТ РВ 15.203-2003. Система разработки и постановки продукции на производство. Военная техника. Порядок выполнения опытно-конструкторских работ по созданию изделий и их составных частей. М., 2003.
4. ГОСТ РВ 0015.702-2005. Система разработки и постановки продукции на производство. Военная техника. Порядок установления и продления назначенного ресурса, срока службы, срока хранения. М., 2005.
5. ГОСТ РВ 15.307-2002. Система разработки и постановки продукции на производство. Военная техника. Испытание и приемка серийных изделий. М., 2002.
6. ГОСТ 15467-79. Управление качеством продукции. Основные понятия. Термины и определения. М.,
1979.
Барашкин Илья Сергеевич, старший инженер, [email protected]. Россия, Арзамас, 215 военное представительство МО РФ,
Воротилин Михаил Сергеевич, д-р техн. наук, профессор, проректор ТулГУ, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Куторов Артур Алексеевич, канд. техн. наук, преподаватель, [email protected]. Россия, Пенза, Филиал Военной академии материально-технического обеспечения (г. Пенза),
Чайковский Виктор Михайлович, канд. техн. наук, доцент, [email protected]. Россия, Пенза, Пензенский государственный университет
A METHOD FOR ASSESSING THE IMPACT OF MULTIPLE-ACTION MECHANICAL SHOCKS IN THE APPEARANCE OF RESONANCE IN THE STRUCTURE OF MILITARY EQUIPMENT PRODUCTS
I.S. Barashkin, M.S. Vorotilin, A.A. Kutorov, V.M. Chaikovsky
The article considers the methodology for testing military equipment products for the impact of multiple mechanical shocks. Unintentional occurrence of resonance in the design of equipment during this type of test, its determination at the initial stage, as well as the possibility of its elimination.
Key words: multiple mechanical impact, structural resonance, testing.
Barashkin Ilya Sergeevich, senior engineer, [email protected]. Russia, Arzamas, 215 military representation of the RFMinistry of Defense,
Vorotilin Mikhail Sergeyevich, doctor of technical sciences, professor, vice-rector of Tula State University, Russia, Tula, Tula State University,
Kutorov Artur Alekseevich, candidate of technical sciences, teacher, Azotl [email protected]. Russia, Penza, Branch of the Military Academy of Logistics (Penza),
Tchaikovsky Viktor Mikhailovich, candidate of technical sciences, docent, [email protected]. Russia, Penza, Federal State Educational Institution of Higher Education Penza State University
