Tiêu chuẩn TCVN 8628:2010 ISO 15261:2004 về Rung động và chấn động-Các hệ thống tạo rung động và chấn động-Từ vựng

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 8628:2010

ISO 15261:2004

RUNG ĐỘNG VÀ CHẤN ĐỘNG - CÁC HỆ THỐNG TẠO RUNG ĐỘNG VÀ CHẤN ĐỘNG - TỪ VỰNG

Virbration and shock - generating systems - vocabulary

Lời nói đầu

TCVN 8628 : 2010 hoàn toàn tương đương với ISO 15261 : 2004

TCVN 8628 : 2010 do Tiểu Ban Kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/ TC 43/ SC1 Rung động và chấn động cơ học biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

RUNG ĐỘNG VÀ CHẤN ĐỘNG - CÁC HỆ THỐNG TẠO RUNG ĐỘNG VÀ CHẤN ĐỘNG - TỪ VỰNG

Virbration and shock - generating systems - vocabulary

Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này định nghĩa những thuật ngữ liên quan tới các hệ thống tạo rung và chấn động.

Một số thuật ngữ chung trong mục này đã được đề cập trong tiêu chuẩn ISO 2041. Tuy nhiên, để thuận lợi cho người sử dụng tiêu chuẩn này, các thuật ngữ cũng sẽ được nhắc lại ở đây

1. Thuật ngữ chung

1.1. Hệ thống tạo rung

Thiết bị tạo rung (2.1) và thiết bị kèm theo cần thiết cho hoạt động của nó [ISO 2041:1990, định nghĩa 2.91]

CHÚ THÍCH: Hệ thống bao gồm những bộ phận tạo tín hiệu, điều khiển, khuyếch đại, đo đạc và giám sát, và những thiết bị phụ trợ tùy theo vào kích cỡ và độ phức tạp của hệ thống. Hệ thống được thiết kế để tạo rung có độ chính xác xác định và được sử dụng cho việc thử nghiệm, hiệu chuẩn hoặc các mục đích khác.

1.2. Hệ thống tạo rung đơn

Hệ thống tạo rung chỉ bao gồm duy nhất một thiết bị tạo rung

1.3. Hệ thống tạo đa rung

Hệ thống tạo rung có từ hai thiết bị tạo rung trở lên cùng hoạt động trong hệ điều khiển.

1.4. Hệ thống tạo rung theo một trục

Hệ thống tạo rung theo một phương duy nhất

1.5. Hệ thống tạo rung đa trục

Hệ thống tạo rung theo hai hoặc ba phương đồng thời

1.6. Hệ thống thử nghiệm rung

Hệ thống thiết bị tạo rung được thiết kế để sử dụng trong thử nghiệm về môi trường và cấu trúc, nhưng cũng có thể được sử dụng cho những đối tượng khác mà ở đó đòi hỏi phải mô phỏng rung

1.7. Hệ thống hiệu chuẩn rung

Hệ thống thiết bị tạo rung được thiết kế để sử dụng cho hiệu chuẩn các thiết bị như các máy đo gia tốc

1.8. Hệ thống thử nghiệm chấn động

Thiết bị thử nghiệm hệ thống điều khiển và tái tạo chấn động cơ học.

[ISO 2041:1990, định nghĩa 3.23]

1.8.1. Thiết bị tạo chấn động trọng trường

Máy thử nghiệm chấn động sử dụng trọng trường là nguồn năng lượng

1.8.2. Thiết bị tạo chấn động

Thiết bị tạo chấn động công suất

Máy thử nghiệm hoạt động theo lực phi trọng trường

1.8.2.1. Thiết bị tạo chấn động súng hơi

Thiết bị tạo chấn động bằng năng lượng khí giãn nở

1.8.2.2. Thiết bị tạo chấn động đạn gém

Thiết bị tạo chấn động bằng nạp tích nổ

1.9. Chế độ không bật nẩy

Chế độ hoạt động của máy thử nghiệm chấn động mà bàn máy không bị bật nẩy khỏi đe sau va đập, do sự biến dạng không đàn hồi của thiết bị tạo xung

1.10. Chế độ bật nẩy

Chế độ hoạt động của máy thử nghiệm chấn động với bàn máy bật nẩy khỏi đe, do tác động đàn hồi của thiết bị tạo xung cơ khí.

1.11. Máy thử nghiệm va chạm

Máy thử nghiệm lặp lại nhiều lần mô phỏng xung lực cơ học, ví dụ sự nẩy của phương tiện.

1.12. Máy thử nghiệm động chấn

Máy thử nghiệm mô phỏng sự chấn động dưới mặt đất như là động đất

2. Các bộ phận và chi tiết cấu thành

2.1. Thiết bị tạo rung

Máy rung

Máy rung được thiết kế một cách đặc biệt có khả năng tạo ra rung và truyền rung tới những kết cấu và thiết bị khác

[ISO 2041:1990, định nghĩa 2.90]

CHÚ THÍCH: Những thiết bị tạo rung biến đổi trực tiếp những dạng năng lượng khác nhau thành năng lượng rung

2.2. Thiết bị tạo rung gắn kèm bàn

Thiết bị tạo rung với một bàn có sẵn gắn các đối tượng thử nghiệm lên trên

2.3. Thiết bị tạo rung với lực nâng

Thiết bị tạo rung được trang bị một bộ phận lực nâng thay cho bàn máy để tạo rung trong thử nghiệm đối tượng hoặc bất kỳ vật nào khác, ví dụ một bàn máy phụ trợ

2.4. Thiết bị tạo rung điện động

Thiết bị tạo rung mà lực rung được tạo ra từ sự tương tác của trường điện từ với giá trị không đổi, và một cuộn dây được treo trong đó để kích thích bởi dòng điện biến thiên tương ứng

CHÚ THÍCH: Phù hợp với ISO 2041:1990, định nghĩa 2.92

2.5. Thiết bị tạo rung trợ động thủy lực

Thiết bị tạo rung mà lực rung được tạo ra do sử dụng áp suất dung dịch lỏng thông qua sự sắp xếp dẫn động phù hợp

2.6. Thiết bị tạo rung khí nén

Thiết bị tạo rung mà lực rung được tạo ra do sử dụng áp lực khí nén thông qua sự sắp xếp dẫn động phù hợp

2.7. Thiết bị tạo rung nam châm

Thiết bị tạo rung mà lực rung được tạo ra bởi tương tác của các nam châm và các vật liệu có từ tính

[ISO 2041:1990, định nghĩa 2.93]

2.8. Thiết bị tạo rung áp điện

Thiết bị tạo rung có một bộ chuyển đổi áp điện như là phần tử kích động lực

[ISO 2041:1990, định nghĩa 2.98]

2.9. Thiết bị tạo rung từ giảo

Thiết bị tạo rung có một bộ chuyển đổi từ giảo như là phần tử kích động lực

[ISO 2041:1990, định nghĩa 2.99]

2.10. Thiết bị tạo rung cơ khí

Thiết bị tạo rung chuyển đổi năng lượng chuyển động quay cơ khí thành rung thông qua cơ cấu động học

2.10.1. Thiết bị tạo rung truyền trực tiếp

Máy tạo rung với bàn rung được tác động bởi sự liên kết chủ động, chịu một biên độ dịch chuyển của rung, về cơ bản là không đổi, không phụ thuộc vào tải trọng hoặc tần số làm việc

[ISO 2041:1990, định nghĩa 2.94]

2.10.2. Thiết bị tạo rung kiểu phản ứng

Thiết bị tạo rung bằng khối lượng mất cân bằng

Máy tạo rung với lực kích động rung được tạo ra do mất cân bằng khối lượng trong chuyển động quay hoặc chuyển động tịnh tiến qua lại

[ISO 2041:1990, định nghĩa 2.96]

2.11. Thiết bị tạo rung cộng hưởng

Thiết bị tạo rung bao gồm một hệ rung được kích động ở tần số cộng hưởng của thiết bị

[ISO 2041:1990, định nghĩa 2.97]

2.12. Hệ thống chuyển động

Cơ cấu bên trong thiết bị tạo rung hoặc bàn phụ trợ, khi dao động gây ra rung cho đối tượng thử nghiệm

CHÚ THÍCH: Các phần tử chuyển động của một hệ thống đỡ là phần của hệ thống chuyển động này

2.13. Hệ thống đỡ

Phần của một thiết bị tạo rung đảm bảo sự ổn định cơ khí và chính xác về phương cho hệ thống chuyển động tương ứng với các phần tử không chuyển động của thiết bị tạo rung hoặc bàn phụ trợ.

2.14. Bàn

Bàn thử nghiệm

Bàn rung

Bộ phận của hệ thống chuyển động của thiết bị tạo rung hoặc bàn phụ trợ mà đối tượng thử nghiệm được gắn chắc chắn trên đó

2.15. Bàn phụ trợ

Hệ thống cơ khí đồng bộ hay riêng biệt để truyền rung được tạo ra bởi một hoặc nhiều thiết bị tạo rung tới đối tượng thử nghiệm

2.16. Hệ thống điều khiển

Hệ thống đảm bảo sự hoạt động cho hệ thống thiết bị tạo rung thực hiện theo các chuyển động đã được xác định

2.16.1. Hệ thống điều khiển vòng kín

Hệ thống điều khiển tự động bằng việc sử dụng tín hiệu phản hồi để duy trì một chuyển động xác định

2.16.2. Hệ thống điều khiển vòng hở

Hệ thống điều khiển với đầu vào được xác định và duy trì, còn đầu ra không sử dụng để điều khiển hoặc hiệu chỉnh đầu vào như trong hệ thống điều khiển vòng kín

2.17. Nguồn tín hiệu

Thiết bị dùng để tạo ra các dạng sóng điện áp (dòng điện), tạo ra các các kết quả yêu cầu trên bàn rung

2.18. Bộ xử lý vòng

Bộ phận của một hệ thống điều khiển đảm bảo rung đo tại thời điểm điều khiển bằng với chuyển động yêu cầu

2.19. Bộ đa tín hiệu

Thiết bị phần cứng trong hệ thống điều khiển cho phép một số kênh tín hiệu đầu vào để truyền tới bộ ADC đơn (Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số)

CHÚ THÍCH: Bộ đa tín hiệu lựa chọn liên tục một tín hiệu đầu vào được chuyển tới một đầu ra chung, trong trường hợp này là một ADC. Trong những trường hợp đơn giản, đó là một bộ chuyển mạch điện tử

2.20. Bộ lọc chống sai số mẫu

Bộ lọc tín hiệu tương tự dải thông thấp được sử dụng trước khi chuyển đổi từ tín hiệu tương tự sang tín hiệu số để tránh sự chuyển đổi một tín hiệu vượt quá một nửa tỷ lệ lấy mẫu ở dải phân tích tần số thấp

2.21. Phần mềm điều khiển

Chương trình phần mềm dùng để định rõ phương thức hoạt động của bộ điều khiển thử nghiệm rung

CHÚ THÍCH: Có thể gồm cả giao tiếp người sử dụng, chức năng giám sát thử nghiệm (Thời gian thử nghiệm, mức độ, dải tần số, đặc tính) và những chức năng kiểm soát an toàn

2.22. Bộ khuyếch đại công suất

(Hệ thống rung điện tử) một bộ phận của hệ thống rung cung cấp mức điện áp tín hiệu được quy định cho thiết bị tạo rung tại dòng điện đã được quy định

2.23. Hệ thống an toàn

Các bộ phận bổ trợ và/ hoặc tài liệu để đảm bảo an toàn cho người vận hành, hệ thống thiết bị tạo rung và các đối tượng thử nghiệm

CHÚ THÍCH: Nó có thể bao gồm công tắc dừng khẩn cấp, nhãn hiệu cảnh báo, thiết bị giám sát rung và hệ thống khóa liên động

2.24. Khối lượng thử

Đối tượng có một hình dạng và khối lượng đặc thù, dùng cho thử nghiệm thiết bị tạo rung hoặc máy thử nghiệm chấn động

CHÚ THÍCH: Khối lượng thử không được cộng hưởng trong dải tần số thử nghiệm hoặc phải có tính cứng đặc thù

2.25. Hệ thống đỡ tải

Thiết bị phụ trợ của hệ thống thiết bị tạo rung hoặc một bàn phụ trợ được lắp hệ thống chuyển động vào vị trí giữa để tránh độ võng tại vị trí giữa do lực sinh ra bởi trọng lực trên tải thử nghiệm

CHÚ THÍCH: Hệ thống đỡ tải có thể ở bên trong hoặc bên ngoài thiết bị tạo rung. Hệ thống này có thể tự động bù vị trí hoặc có thể là hệ thống thao tác bằng tay

2.26. Hệ thống phụ trợ

(Hệ thống thiết bị tạo rung) một phần của thống thiết bị tạo rung giúp cho việc vận hành được dễ dàng nhưng không ảnh hưởng trực tiếp việc tạo rung.

CHÚ THÍCH: Có thể bao gồm những thiết bị giám sát và thiết bị điều khiển hoặc những thiết bị được sử dụng cho hệ thống giám sát liên tục cố định

VÍ DỤ: Hệ thống làm mát, nguồn điện dự phòng, thiết bị khử từ để giảm từ trường trên bàn máy, thiết bị bù tải trọng (hệ thống đỡ tải), nhiệt độ, hệ thống lưu giữ điện thế và dòng điện, và những đồng hồ đo “thời gian chạy”

2.27. Bàn

(Máy thử nghiệm chấn động) Bộ phận của máy thử nghiệm chấn động mà các đối tượng được thử nghiệm gắn chặt trên đó

2.8. Bàn đe

Bộ phận treo cố định hoặc linh động được của máy thử nghiệm chấn động nhằm tránh sự va đập với bàn

2.29. Cơ cấu nhà

Bộ phận của máy thử nghiệm chấn động, sẽ bắt đầu thử nghiệm bằng việc cho phép bàn dịch chuyển khỏi vị trí ban đầu

2.30. Thiết bị phanh

Bộ phận của máy thử nghiệm chấn động sẽ làm giảm tốc độ của bàn máy và/ hoặc bàn đe sau va chạm

2.31. Thiết bị tạo dạng xung

Bộ phận của máy thử nghiệm chấn động (sử dụng một lần hoặc nhiều lần) được đặt giữa máy và bàn đe nhằm định dạng xung

CHÚ THÍCH: Loại vật liệu và hình dạng sẽ xác định đặc tính giảm tốc, ví dụ như dạng xung

3. Đặc trưng kỹ thuật

3.1. Sai số tái lập

Độ lệch giữa các thông số rung/ chấn động danh nghĩa và thực tế tại điểm điều khiển, thu được trong thử nghiệm của một hệ thiết bị tạo rung/ máy thử nghiệm chấn động

3.2. Điểm điều khiển

Điểm trên một bàn máy hoặc khối lượng thử nghiệm được chọn để gắn đầu đo đánh giá các thông số rung, chấn động, độ nẩy và động đất mô phỏng bằng hệ thống thiết bị tạo rung hoặc một máy thử nghiệm tạo chấn động/ va chạm/ rung dùng trong thử nghiệm

3.3. Trục làm việc

(Thiết bị tạo rung) hướng của lực kích động mà theo đó hệ thống chuyển động được thiết kế để hoạt động

3.4. Tải

Tải tĩnh

Tổng khối lượng của vật thử nghiệm và những thiết bị kèm theo được lắp chắc chắn trên bàn tạo rung

3.5. Khối lượng quy đổi

(Hệ thống chuyển động) Bộ phận của khối lượng hệ thống chuyển động tương ứng với khối lượng vật rắn nào đó rung theo trục làm việc của thiết bị tạo rung

CHÚ THÍCH 1: Khối lượng quy đổi m là khối lượng của hệ một bậc tự do

- Với hệ số cứng là k, hệ số cản là c và dao động dưới tác động của lực F(t) theo công thức sau:

- Và mô phỏng dao động hệ chuyển động

Như vậy có thể không bằng tổng các khối lượng của các thành phần riêng biệt trong hệ thống chuyển động

CHÚ THÍCH 2: Khối lượng quy đổi thường được gọi một cách không chính xác là khối lượng hiệu dụng. Phần sau là đặc điểm đáp ứng tần số (ISO 2041), trong khi đó khối lượng quy đổi không phụ thuộc vào tần số

3.6. Lực ước định

(Thiết bị tạo rung) giá trị nhỏ nhất của tất cả các lực kích động được tạo bởi thiết bị tạo rung theo các điều kiện làm việc thông thường khác nhau được xác định bởi các nhà sản xuất

3.7. Lực ước định điều hòa

Lực ước định được sử dụng để tạo ra rung điều hòa

3.8. Lực ước định ngẫu nhiên dải rộng

Lực ước định được sử dụng để tạo ra rung ngẫu nhiên dải rộng

3.9. Vận tốc/ khoảng dịch chuyển giới hạn

Giá trị lớn nhất của vận tốc/ khoảng dịch chuyển có thể được tạo ra một cách chính xác theo quy định của nhà sản xuất

3.10. Biến dạng

Thay đổi không mong muốn trong dạng sóng tín hiệu

CHÚ THÍCH 1: Biến dạng là xác định số lượng thông qua biến dạng điều hòa d:

Trong đó

x₁ là tín hiệu tương ứng với rung dạng hình sin quy định

x₂,... x_n là các điều hòa bậc hai và tiếp theo sau

CHÚ THÍCH 2: Biến dạng điều hòa thường được biểu diễn theo tỷ lệ phần trăm

3.11. Hệ số không đồng đều

Giá trị tuyệt đối lớn nhất của độ lệnh giữa gia tốc/ vận tốc/ khoảng dịch chuyển tại một điểm trên bàn thử nghiệm và gia tốc/ vận tốc/ khoảng dịch chuyển tại điểm điều khiển, được chia cho gia tốc/ vận tốc/ khoảng dịch chuyển tại điểm điều khiển

CHÚ THÍCH 1: Hệ số không đồng đều mô tả chuyển động không song phẳng của bàn máy. Hệ số này càng thấp thì trạng thái hoạt động của bàn máy càng tốt

CHÚ THÍCH 2: Hệ số được biểu diễn bằng phần trăm

3.12. Hệ số chuyển động ngang

Hệ số lớn nhất của gia tốc/ vận tốc/ khoảng dịch chuyển theo trục vuông góc với trục làm việc của thiết bị tạo rung với giá trị gia tốc/ vận tốc/ khoảng dịch chuyển theo trục làm việc

CHÚ THÍCH: Hệ số này thường được biểu diễn theo tỷ lệ phần trăm

3.13. Tần số cộng hưởng của hệ thống đỡ

Tần số cộng hưởng cơ học thấp của hệ thống đỡ chuyển động khi dao động dọc theo trục làm việc

3.14. Tần số cộng hưởng của hệ thống chuyển động

Tần số cộng hưởng cơ học của hệ thống chuyển động

CHÚ THÍCH: Điều này loại trừ tần số cộng hưởng của hệ thống đỡ

3.15. Tần số cộng hưởng điện của hệ thống chuyển động

(Thiết bị tạo rung điện động) tần số mà tại đó dòng điện cùng pha với điện thế trong cuộn dây chuyển động

3.16. Bước giới hạn

Bước lớn nhất cho phép của hệ thống chuyển động mà trong đó nhà chế tạo đảm bảo an toàn và tái lập các thông số công bố của thiết bị tạo rung, thông thường được giới hạn bởi các thiết bị riêng biệt

3.17. Hệ số lực theo dòng điện

(Thiết bị tạo rung điện động) Tỷ lệ của lực kích động với dòng điện trong cuộn dây chuyển động

CHÚ THÍCH: Giá trị này thay đổi đáng kể so với tần số

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] ISO 2041:1990, Vibration and shock - Vocabulary