Имеется контейнер с ИТ начинкой. Он перевозится автомобилем и вертолетом. Как сконструировать систему демпферов, что бы защитить его от вибраций и ударов? Вес около 30 кг. Размеры около 70х15х40 см. Устройство должно работать во время поездки. Я понимаю, что оно будет напоминать, внешнюю раму внутри которой на растяжках (пружинах) будет висеть контейнер. Вопрос в том какой длины, жесткости пружины? Как от качественной постановки задачи - обеспечить работоспособность в авто, перейти к количественным характеристикам пружин??? Смартфон, прикрученный изолентой к ручке маршрутки покатался по ухабам. Есть данные по максимальным ускорениям в трех плоскостях.
Да, я понимаю, что оно будет напоминать, внешнюю раму внутри которой на растяжках (пружинах) будет висеть контейнер. Вопрос в том какой длины, жесткости пружины? Как перейти от качественной постановки задачи - обеспечить работоспособность в авто, перейти к количественным характеристикам пружин???
собственно теперь осталось найти старый пружинный матрас и регулируя количество и сжатие/растяжение пружин добиться приемлемой вибрации макета в 30 кг ну и проверить что будет если нагрузить макет дополнительно 60 кгс и отрезать верёвку, и никаких расчётов из области сопромата и теории колебаний
и не забудьте что вместо одной надо использовать пружину с переменным шагом- по мере сжатия увеличивается жёсткость или несколько пружин с разной жёсткостью так будет уменьшено влияние резонанса.
Как вариант с приоритетом защиты от вибраций маслонаполненный герметичный контейнер с пружинным подвесками. Если герметичность невозможна- можно завесить на подходящих вело/мото амортизаторах, но они будут спасать только в узком диапазоне амплитуд/ускорений.
В любом случае, без знания того, от каких именно нагрузок нужно защитить и без конструктивной доработки защищаемого оборудования делать виброударозащиту... Ну, неосмотрительно, что ли.
Всё, что я знаю, это то, что контейнер устанавливается на авто или вертолете. Как перевести эти качественные характеристики в количественные показатели амплитуд/ускорений?
Tolstopuz: ничего кроме как прокатиться в маршрутке по разбитой дороге с соответсвующим прибором прижатым к полу не могу(интересно акселерометр смартфона подходит для этого?)
Tolstopuz: внизу есть ссылка на уже откомпилированный пример , я конечно толком не смотрел но он вроде как проводит запись по трём координатам раздельно, а для полноценных измерений нужен модуль разницы делёный на время между измерениями x=sqrt( dx^2+dy^2+dz^2)/dt так что похоже что код придётся допилить напильником
Tolstopuz: кстати говоря недостоверные источники утверждают что в случае аварийной пасадки вертолёта перегрузка(не ударная а весьма длительная) может достигать 3g в случае аварии автомобиля на скорости 50 км/ ударная нагрузка может достигать 150g
Я загрузил из PlayMarket G sensor logger. Он сохраняет данные в CSV файле, можно будет в Exel анализировать. Я записал тестовый файл. Щас попробую разобраться.
Василий: а в случае жёсткого удара свободнопадающей металлической детали на бетонный пол- до трёхсот, кажись.
Я бынн стал особо рассчитывать на матмодель, а собрал бы натурную и прокатил с акселерометром. Могут, кстати подойти газовые амортизаторы (мебельные/автомобильные) у них широкий выбор усилия возврата, малые габариты и приемлемая для экспериментов цена.
apreobr: к сожалению не все условия из ТЗ можно быстро и дёшево смоделировать в натуре (вертолёт там тоже участвует) поэтому придётся и в теорию податься, а для вертолёта посадка на авторотации хоть и не есть штатная ситуация, но будет неприятно если оборудование при этом сломается ( кстати говоря покатушки на заднем сидении газелек и пазиков это тот ещё атракцион с отрывом пятой точки от сидушки и невесомостью)
Василий: лопатьте само оборудование. Если оно само, за счёт конструктивного исполнения не сможет выдерживать хотя бы пару Ж, от аварии или жёсткой посадки никакой механический демпфер приемлемых размеров не защитит, там будут нужны разрушаемые конструкции. Хотите смоделировать воздушную яму или жёсткую посадку- можно попросить роупджамперов, организуют.
А как Вы рассчиываете предел перегрузочной живучести аппаратуры?
apreobr: в некоторых случаях на оборудовании так и пишут сколько Жэ и в течении какого времени выдерживает(получаем те самые Жэ делёные на секунды про которые я говорил выше, википедия утверждает что это "рывок") в случае компьютерной начинки самым слабым компонентом обычно является жёсткий диск на него и стоит ориентироваться
конечно если оборудование не стандартно, то этим уязвимым местом может оказаться что угодно
и я просил обратить внимание может недостаточно сильно, что 30 кг в условиях длительной 3 ж перегрузки запросто превращается в условные 90 кг которые могут продавить подвес и тот выстрелит оборудованием после снятия перегрузки для этого собственно и придумали амортизаторы, но многие ли из них похвастаются нелинейной характеристикой чтобы не "проводить" низкоамплитудную вч вибрацию и гасить высокоамплитудную но низкочастотную, а то ведь в автомобилях аналогичная проблема и полностью её решают только активной подвеской.
В нашем оборудовании нет жестких дисков, точнее есть совсем жесткие - флэш накопители. Вот мне бы с кем то как раз поговорить про такие вопросы как предел живучести аппаратуры))) Пока мысли такие - даже если мне удастся рассчитать жесткость и размер пружин, то где их взять? Видимо придется идти другим путем - найти на китайских барахолках демпферы и выбрать на глазок наиболее подходящие.
Андрей Давыдов: пружины можно взять из старых матрасов или на мебельной фабрике необходимой жёсткости добиться количеством - они сделаны из тонкой проволки можно вставлять одну в другую
, на упаковке серверов зачастую ставят стикеры которые меняют цвет при достижении некоторой предельной перегрузки обычно чтото в районе 20-25G естественно это только для развой транспортировки если мне не изменяет память то при циклической нагрузке(аля вибрация) живучесть обратно пропорциональная количеству циклов умноженному на напряженнеи в степени 3,33 тоесть уменьшение действующей перегрузки в 2 раза увеличит механический срок жизни железа в 10 раз
если взять с потолка что допустимо возить железо с перегрузкой 20 жэ в течении недели то для того чтобы его возить 5 лет надо снизить жэ в 9 раз
Василий: Есть данные по трем координатам и время между измерениями. воспользовался вашей формулой и получил график где показания скачут от нуля до 600. Правильно ли я понимаю, что это график скорости? ведь размерность мм в секунду. Как перейти к ускорению?
Андрей Давыдов: r=sqrt( dx^2+dy^2+dz^2)/dt это график м/с^3 - изменение ускорения он же рывок, если взять в качестве примера винчестер то для него указывается что-то в районе 300ж в течении 2 мс и 1000ж в течении в 1 мс (выключеном состоянии, могу ошибаться пишу на память)превышение фатально, поэтому придётся делать несколько графиков для разных dt( если данные снимаются с периодичностью 1мс то для получения графика 1 мс понадобится считать разницу с соседней клетки а для графика 2 мс через клетку)
(вообще конечно тот ещё вопрос насколько точен акселерометр смартфона при определении ударных нагрузок) (например я стуча телефоном об стол не смог добиться более 20ж- хотя и не старался)
график ускорения будет g=sqrt( x^2+y^2+z^2)
график скорости сумма(sqrt( x^2+y^2+z^2)*dt) ну по стуи интеграл) хотя скорее всего получится бред) ибо акселерометр телефона не шибко точен и накопится ошибка
)тобиш грубо говоря понадобится график
R с dt 2мс , 1 мс
график g
и какието воодные данные за какие значения нельзя вылазить
по R допустим взять для жёстких дисков в рабочем состоянии(надо поискать) а мне чёт лень ),
для g -20 именно такое ограничение для серверов на стикерах хотя более распространено 25g)
ну и про "усталость" я писал выше получается както так
>уменьшение действующей перегрузки в 2 раза увеличит механический срок жизни железа в 10 раз
Василий: Добрый день. я получил данные с телефона. Там картина такая - в состоянии покоя по двум осям примерно ноль, по оси Z около 10. Если ударять телефоном о стол (сильно, но в разумных пределах) то показания достигают +/- 20. Причем при особо сильных ударах пики срезаны - видимо 20 это максимальное отклонение, которое телефон способен зарегистрировать. Правильно ли я понимаю, что эти 20 это примерно 2G?
не, не всё так плохо))) я воспользовался формулой график ускорения будет g=sqrt( x^2+y^2+z^2). Суммарные величины получились побольше. до 3,5G при ударах о стол.
Василий: По зрелому размышления в голову пришло следующее соображение - поскольку и автомобиль и вертолет изначально предназначены для перевозки людей, то они работают в щадящих режимах. Вот если бы наш контейнер напрямую прикрутить к ракете, то тогда другое дело.
я к тому что не должно превышать 2же при проверке уже готовой конструкции
кстати матплаты более стойки к толчкам вдоль текстолита, при ударах поперёк текстолита есть не маленькая вероятность изгиба , который приведёт либо к отвалу пайки либо к трещине в smd-шках
как-то раз к нам привозили хроматомассспектрометры они были упакованы в 2 коробки - внешняя деревянный ящик - жёсткий внутри картонная упаковка между коробками толстый слой упаковочного поролона(который пирамидками) внутри второго ящика всё по форме запчастей и всё в разобранном состоянии, на сколько возможно.
Tolstopuz: в таком случае это будет очень сложное устройство напоминающе подвес камеры для съёмки с рук
если будете делать на пружинах учтите надодо вместо одной брать две с разной жёсткостью- практически исключает появление резонанса
