NASA-STD-7001 Shaker-Tests
Ingenieure führen während des gesamten Prozesses der Konstruktion und des Baus eines Raumfahrzeugs mehrere Validierungstests durch. Die Validierung stellt fest, ob der Prüfling den Umgebungsbedingungen der Aufgabe standhält, und identifiziert potenzielle Fehler. Diese Norm wurde speziell für akustische und zufällige Schwingungsumgebungen und Prüfpegel entwickelt, hauptsächlich für die schwingungsakustische Verifikation von Nutzlasthardware in der Luft- und Raumfahrt. Es bietet Testfaktoren für die Verifizierung von Nutzlasthardware für Prototypen, Prototypenflüge und Flugabnahmeverfahren. Themen wie Testdauer, Testkontrolltoleranzen, Datenanalyse, Testanpassung, Payload-Filling-Effekte und Analysemethoden werden behandelt.
Zwei Arten von Teilen erfordern eine Schwingungs- und Akustikprüfung: :(1) Teile, die mit einem Schwingungsdämpfer ausgestattet sind, und (2) Teile, die aus wichtigen Teilen mit einer ersten Resonanzfrequenz von mehr als 2000 Hz bestehen. Der Isolator dämpft die hochfrequenten mechanischen Schwingungen, die durch direkte akustische Einwirkungen verursacht werden. Daher sollten diese Komponenten von Fall zu Fall überprüft und ein Testprogramm implementiert werden, das die Mindestprozessstandards erfüllt. Darüber hinaus haben die mikrostrukturellen Komponenten vieler elektronischer Blackboxen und Glaskomponenten Resonanzfrequenzen über 2000 Hz, was normalerweise die Grenze der meisten großen elektrischen Shaker darstellt. Akustische Prüfungen sollten durch Regelung des Schalldruckpegels (dB re 20 μPa) in einem Frequenzband von 1/3 Oktave innerhalb des angegebenen Frequenzbereichs durchgeführt werden. Alle Nutzlaststrukturen und Komponenten, die eine akustische Prüfung erfordern, müssen in einem Breitband-Nachhallfeld getestet werden. Die Amplitude einer zufälligen Rauschquelle sollte annähernd normalverteilt sein.
Das Prüfmuster ist zufälligen Schwingungen mit einer Gaußschen Amplitudenverteilung in jeder der drei orthogonalen Achsen auszusetzen. Die Stichprobenprüfung ist durchzuführen, indem die spektrale Beschleunigungsdichte (g2/Hz) im Frequenzbereich von 20 bis 2000 Hz geregelt wird. Das Spektrum muss innerhalb der Prüftoleranz nach Abschnitt 4.3.4 liegen.
Wenn mehrere Steuerbeschleunigungssensoren verwendet werden, kann der Prüfpegel mit einem durchschnittlichen oder extremen Regelungsschema gesteuert werden: Der Regler muss jedoch in Übereinstimmung mit den Prüfanforderungen abgeleitet werden. Die Prüfvorrichtung sollte vor Beginn des Tests bei einer reinen Resonanz von bis zu 2000 Hz gemessen werden. Wenn möglich, sollte die Vorrichtung keine Resonanz im Prüffrequenzbereich aufweisen. Das Prüfmuster ist mit seiner flugtauglichen oder flugäquivalenten Befestigungsbefestigung an der Vorrichtung anzubringen.
Die Testzeit der akustischen Schwingungsidentifikation betrug 2 Minuten für den akustischen Test und 2 Minuten für den Vibrationstest auf drei orthogonalen Achsen. Wenn die Flughardware N Mal repariert werden muss, beträgt die entsprechende Qualifikationstestzeit 2+0,5 N Minuten.
Protoflug
Die Dauer der vibroakustischen Qualifikationsprüfung für den Protoflug beträgt 1 Minute für eine akustische Prüfung und 1 Minute in jeder der drei orthogonalen Achsen für eine Schwingungsprüfung.
Die Vibrationsabnahmezeit der nach dem Prototypenkonzept entwickelten Flugeinheit sollte 1 Minute für den akustischen Test und 1 Minute für jede der drei orthogonalen Achsen des Vibrationstests betragen
Protoflug-Programm.
Für nachfolgende Hardware und Ersatzteile von Raumfahrzeugen sollte die Abnahmetestzeit für akustische Tests 1 Minute und für Vibrationstests 1 Minute auf jeder der drei orthogonalen Achsen betragen. In anderen Fällen (z.B. beim erneuten Testen von Flughardware) werden die Testbedingungen durch die Anwendung von Test-Clipping bestimmt.
Die zufällige Testkurve ist in einer Breakpoint-Tabelle angeordnet, die die Frequenz- (Hz) und Amplitudenwerte (G^2/Hz) sowie die Quersteigung (dB) enthält. Das PSD-Diagramm (Power Spectral Density) zeigt den Wert an; Die Änderung des PSD-Pegels wird in dB gemessen.
Wenn Sie außerdem weitere Details zum Konfigurieren von Testelementen, zu Testanpassungsoptionen und Informationen zum Aufzeichnen und Analysieren von Testdaten wünschen, trennen Sie die Daten für die weitere Auswertung durch Data Analytics. Sie können unsere Ingenieure online kontaktieren und unser Team ist bereit, Ihre Fragen zu beantworten.
Prüfanforderung
NASA-STD-7001 spezifiziert die akustischen und zufälligen Shaker-Testpegel, die mit der maximal erwarteten Flughöhe (MEFL) verbunden sind, die den Schweregrad des Tests bestimmt, die Norm umfasst auch die Testdauer und die Kontrolltoleranz, und im Folgenden finden Sie eine Zusammenfassung der Testanforderungen.
Toleranzen bei der Kontrolle prüfen.
Bei der Validierung von Prototypenprogrammen und Abnahmeprüfungen müssen die Toleranzen bei der Prüfkontrolle so bemessen sein, dass das Niveau der Abnahmeprüfung das Niveau der Validierungsprüfung nicht überschreitet. Die Verwendung von Grenztoleranzen ist besonders wichtig, wenn minimale Prozesszufälligkeiten oder akustische Spezifikationen einen Teil des Hüllkurvenspektrums steuern. In diesem Fall sind folgende Toleranzen akzeptabel:
Akustisches Experiment
Akustische Tests sind in der Regel auf der gesamten Montageebene des Raumfahrzeugs erforderlich, und darüber hinaus handelt es sich bei Luft- und Raumfahrthardware, die akustische Tests für die Schwingungsakustikvalidierung erfordert, in der Regel um Strukturen mit großem Flächengewichtsverhältnis wie Hautpaneele, Reflektoren, Parabolantennen und Sonnenkollektoren, die erheblich auf die direkten Auswirkungen der akustischen Umgebung 8nasa-std-7001 reagieren.Zwei Arten von Teilen erfordern eine Schwingungs- und Akustikprüfung: :(1) Teile, die mit einem Schwingungsdämpfer ausgestattet sind, und (2) Teile, die aus wichtigen Teilen mit einer ersten Resonanzfrequenz von mehr als 2000 Hz bestehen. Der Isolator dämpft die hochfrequenten mechanischen Schwingungen, die durch direkte akustische Einwirkungen verursacht werden. Daher sollten diese Komponenten von Fall zu Fall überprüft und ein Testprogramm implementiert werden, das die Mindestprozessstandards erfüllt. Darüber hinaus haben die mikrostrukturellen Komponenten vieler elektronischer Blackboxen und Glaskomponenten Resonanzfrequenzen über 2000 Hz, was normalerweise die Grenze der meisten großen elektrischen Shaker darstellt. Akustische Prüfungen sollten durch Regelung des Schalldruckpegels (dB re 20 μPa) in einem Frequenzband von 1/3 Oktave innerhalb des angegebenen Frequenzbereichs durchgeführt werden. Alle Nutzlaststrukturen und Komponenten, die eine akustische Prüfung erfordern, müssen in einem Breitband-Nachhallfeld getestet werden. Die Amplitude einer zufälligen Rauschquelle sollte annähernd normalverteilt sein.
Stichprobenartige Shaker-Prüfung
Praktisch alle elektrischen, elektronischen und elektromechanischen Komponenten und Mechanismen erfordern eine stichprobenartige Vibrationsprüfung. Ausnahmen sind Strukturen mit einer größeren Fläche als Gewicht, die anstelle von zufälligen Vibrationen akustisch getestet werden können, und Hardware, die auf Komponentenebene nicht tatsächlich vibriert, wie z. B. Strukturen, Kabel, Rohre, Decken usw., die auf Schwingungs- oder Akustiktests auf Systemebene verschoben werden können. Kompakte Nutzlasten mit einem Gewicht von weniger als 450 kg (1000 lb) sollten auf zufällige Vibrationen auf Systemebene getestet werden, es sei denn, die Analyse zeigt, dass das Nutzlastverhalten erheblich von der unmittelbaren akustischen Umgebung dominiert wird.Das Prüfmuster ist zufälligen Schwingungen mit einer Gaußschen Amplitudenverteilung in jeder der drei orthogonalen Achsen auszusetzen. Die Stichprobenprüfung ist durchzuführen, indem die spektrale Beschleunigungsdichte (g2/Hz) im Frequenzbereich von 20 bis 2000 Hz geregelt wird. Das Spektrum muss innerhalb der Prüftoleranz nach Abschnitt 4.3.4 liegen.
Wenn mehrere Steuerbeschleunigungssensoren verwendet werden, kann der Prüfpegel mit einem durchschnittlichen oder extremen Regelungsschema gesteuert werden: Der Regler muss jedoch in Übereinstimmung mit den Prüfanforderungen abgeleitet werden. Die Prüfvorrichtung sollte vor Beginn des Tests bei einer reinen Resonanz von bis zu 2000 Hz gemessen werden. Wenn möglich, sollte die Vorrichtung keine Resonanz im Prüffrequenzbereich aufweisen. Das Prüfmuster ist mit seiner flugtauglichen oder flugäquivalenten Befestigungsbefestigung an der Vorrichtung anzubringen.
Dauer des Tests
PrototypDie Testzeit der akustischen Schwingungsidentifikation betrug 2 Minuten für den akustischen Test und 2 Minuten für den Vibrationstest auf drei orthogonalen Achsen. Wenn die Flughardware N Mal repariert werden muss, beträgt die entsprechende Qualifikationstestzeit 2+0,5 N Minuten.
Protoflug
Die Dauer der vibroakustischen Qualifikationsprüfung für den Protoflug beträgt 1 Minute für eine akustische Prüfung und 1 Minute in jeder der drei orthogonalen Achsen für eine Schwingungsprüfung.
Dauer der Abnahmeprüfung
Prototyp-Programm.Die Vibrationsabnahmezeit der nach dem Prototypenkonzept entwickelten Flugeinheit sollte 1 Minute für den akustischen Test und 1 Minute für jede der drei orthogonalen Achsen des Vibrationstests betragen
Protoflug-Programm.
Für nachfolgende Hardware und Ersatzteile von Raumfahrzeugen sollte die Abnahmetestzeit für akustische Tests 1 Minute und für Vibrationstests 1 Minute auf jeder der drei orthogonalen Achsen betragen. In anderen Fällen (z.B. beim erneuten Testen von Flughardware) werden die Testbedingungen durch die Anwendung von Test-Clipping bestimmt.
Die zufällige Testkurve ist in einer Breakpoint-Tabelle angeordnet, die die Frequenz- (Hz) und Amplitudenwerte (G^2/Hz) sowie die Quersteigung (dB) enthält. Das PSD-Diagramm (Power Spectral Density) zeigt den Wert an; Die Änderung des PSD-Pegels wird in dB gemessen.
Wenn Sie außerdem weitere Details zum Konfigurieren von Testelementen, zu Testanpassungsoptionen und Informationen zum Aufzeichnen und Analysieren von Testdaten wünschen, trennen Sie die Daten für die weitere Auswertung durch Data Analytics. Sie können unsere Ingenieure online kontaktieren und unser Team ist bereit, Ihre Fragen zu beantworten.
