Внешние воздействия и их параметры по ГОСТ Р 56257-2014

Смотрите:
Общие положения
Перечень одиночных внешних воздействий и их параметров. Степени интенсивности
Комбинированные внешние воздействия
Последовательность внешних воздействий

Общие положения

Фактические внешние условия, в которых эксплуатируется продукт, обычно определяются несколькими внешними воздействиями и соответствующими параметрами. При определении внешних условий для конкретной области применения продукта необходимо:

  • составить перечень всех внешних воздействий;
  • подобрать степень интенсивности для каждого параметра.

Внешнее воздействие, действующее на продукт в конкретном случае, определяется:

  • условиями окружающей среды, как правило, это воздух и вода (в определенных случаях грунт);
  • условиями конструкции, с которой данный продукт соединен;
  • воздействиями со стороны внешних источников или сил.

При подборе расчетных внешних воздействий и параметров для конкретного применения продукта необходимо проверить все указанные условия и воздействия на одиночное, комбинированное и последовательное влияние (приложение) внешних воздействий в соответствии с условиями практического применения продукта.

Время прил. внешних воздействий и параметров соответствует условиям реального применения продукта [из п. 5.1 ГОСТ Р 56257-2014]

Перечень одиночных внешних воздействий и их параметров. Степени интенсивности

Перечень внешних воздействий и их параметров приведен в таблице 2. Данный перечень используется для:

  • проверки фактического состава рассматриваемых воздействий и параметров;
  • обеспечения однообразия в описании внешней среды.

Степени интенсивности, представленные для каждого параметра в таблице 2, используются в стандартизации. Рассмотрены степени интенсивности только тех внешних условий, в которых эксплуатируется продукт.

Таблица 2 не отражает степени интенсивности результирующих напряжений самого продукта. Например, рассматриваемые степени интенсивности характеризуют температуру окружающей среды (например воздуха, воды, грунта, водяного пара, льда, масла и т.д.) и температуру соединительной конструкции. Однако рассматриваемые степени интенсивности не характеризуют температуру нагретых точек самого продукта.

Рассматриваемые степени интенсивности позволяют ограничить внешние нагрузки. Они не предназначены для выполнения измерений, калибровок и т.д.

Таблица 2 - Параметры внешнего воздействия и степени их интенсивности

Внешнее воздействие: внешний параметр и единица измерения

Степень интенсивности

Коды условий (см. примечание 1)

Примечание

А

W

S

E

1 Климатические условия

1.1 Охлаждение и нагрев

1.1.1

Температура, °С

минус 80
минус 65
минус 55
минус 50
минус 40
минус 33
минус 25
минус 20
минус 15
минус 5

X

X

X

-

Степень интенсивности определяется по климатограммам, соответствующим особому типу климата (на открытом воздухе)

Точка замерзания воды
плюс 5
плюс 10
плюс 15
плюс 20
плюс 25
плюс 30
плюс 35
плюс 40
плюс 45
плюс 50
плюс 55
плюс 60
плюс 70
плюс 85
плюс 100
плюс 125
плюс 155
плюс 200

Данная степень интенсивности относится только к воде, ее чистому содержанию в воздухе или конструкциях

1.1.2

Скорость изменения температуры, К/мин
Скорость изменения температуры, К/с

0,1
0,5
1
3
5
10
1
5

X

X

X

-

Как указано в 4.4, продукт может быть подвергнут тепловому удару путем его переноса из одной среды в другую (например, с улицы в помещение), или когда предмет помещается в среду с температурой, отличной от его собственной температуры (например, под дождь, в струю воды). Параметры, определяющие степень интенсивности теплового удара, подбираются из перечня температур (температура воздуха, температура воды), либо как одиночный внешний параметр, либо как комбинированный параметр с учетом перемещения окружающей среды

1.2 Влажность атмосферного воздуха

1.2.1

Относительная влажность, %

4
5
10
15
20
50
75
85
95
100

X

-

-

-

Воздействие влажности на продукт всегда представляет собой комбинацию относительной влажности с другими внешними параметрами, преимущественно температурой и изменением температуры

1.2.2

Абсолютная влажность, г/м3 (содержание воды)

0,003
0,02
0,03
0,1
0,26
0,5
0,9
1
2
4
15
22
25
29
35
36
48
60
62
78
80

X

-

-

-

Степень интенсивности выводится из климатограмм, соответствующих особому типу климата (на открытом воздухе)

1.3 Давление

1.3.1

Давление воздуха, кПа

20
30
53
70
84
106
130

X

-

-

-

-

1.3.2

Давление воды, кПа

200
500
1000
5000
30000

-

X

-

-

-

1.3.3

Скорость изменения давления, кПа/с

0,1
1

X

X

-

-

-

1.4 Движение окружающей среды, включая движение продукта относительно окружающей среды

1.4.1

Скорость, м/с

0,5
1
5
10
20
30
50

X

X

-

-

-

1.5 Осадки

1.5.1

Дождь: интенсивность, мм/мин

0,3
1
2
3
6
15

-

-

-

X

Интенсивность осадков - это количество воды, падающее на горизонтальную поверхность за единицу времени. Данная величина может быть значительно меньше, чем количество воды, падающее на поверхность, перпендикулярную направлению струи дождя

1.5.2

Снежная метель: интенсивность, кг (м2с)

0,3
1
3

-

-

-

X

Степень интенсивности 3 кг (м2·с) соответствует только условиям около земной поверхности. Степень нагрузок, обусловленных наличием снега или льда, см. воздействие «статическая нагрузка», п.6.7

1.5.3

Град: энергия соударения, Дж

1
40
150

-

-

-

X

Диаметр частицы льда

1.6 Излучение

1.6.1

Солнечное излучение: интенсивность, Вт/м2

300
500
700
1000
1120

-

-

-

X

Здесь рассматривается только тепловой эффект солнечного излучения. Излучение с длиной волны ультра-фиолетового диапазона может воздействовать на продукт особым образом

1.6.2

Тепловое излучение: интенсивность, Вт/м2

600
1200

-

-

-

X

Исключая солнечное излучение

1.6.3

Ионизирующее излучение: интенсивность

-

-

-

X

Степени интенсивности в настоящее время не стандартизирована

1.7 Недождевая вода

1.7.1

Капающая вода: интенсивность

-

-

-

X

Степени интенсивности в настоящее время не стандартизирована

1.7.2

Распыление воды, струи воды и волны: скорость воды, м/с

0,3
1
3
10
30

-

-

-

X

-

1.7.3

Погружение, удержание под водой: глубина, м

-

X

-

-

Степень интенсивности в настоящее время не стандартизирована

1.8

Влажность продукта

-

-

X

-

Влажность стен и других поверхностей.
Степень интенсивности и параметр в настоящее время не стандартизированы

1.9

Конденсация

X

-

-

X

Степень интенсивности и параметр в настоящее время не стандартизированы

1.10

Обледенение и замораживание

1.10.1

Интенсивность, мм/ч

3
10
30

X

-

-

X

-

2 Биологические условия

2.1

Флора

-

X

X

-

-

Наличие плесени, грибков и т.д. Степень интенсивности и параметр в настоящее время не стандартизированы

2.2

Фауна

-

X

X

-

-

Наличие грызунов и других животных, в том числе термитов. Степень интенсивности и параметр в настоящее время не стандартизированы

3 Химически активные вещества

Для взрывоопасных газов и паров

3.1

Засоленность:
концентрация, г/м3,

0,3
1

X

-

-

-

кг/м3

30
40

X

3.2

Засоленность грунта: концентрация, г/м3, кг/м3

X

X

-

-

Степень интенсивности в настоящее время не стандартизирована

3.3

Двуокись серы: концентрация, мг/м3

0,01
0,03
0,1
0,3
1
3
5
10
13
30
40
100
300

X

-

-

-

-

3.4

Сероводород: концентрация, мг/м3

0,0015
0,003
0,01
0,03
0,1
0,3
0,5
1
3
10
14
30
70
100

X

-

-

-

-

3.5

Окиси азота: концентрация, мг/м3

0,01
0,03
0,1
0,3
0,5
1
3
9
10
20
30
100

X

-

-

-

Выражено в значениях, эквивалентных двуокиси азота

3.6

Озон: концентрация, г/м3

0,004
0,01
0,03
0,05
0,1
0,2
0,3
1
2
3
70
30

X

-

-

-

-

3.7

Аммоний: концентрация, мг/м3

0,3
1
3
10
35
175

X

-

-

-

-

3.8

Хлор: концентрация, мг/м3

0,001
0,01
0,1
0,3
0,6
1
3

X

-

-

-

-

3.9

Хлористый водород: концентрация, мг/м3

0,001
0,01
0,1
0,5
1
5

X

-

-

-

-

3.10

Фтористый водород: концентрация, мг/м3

0,001
0,003
0,01
0,03
0,1
2

X

-

-

-

-

3.11

Органические углеводороды: концентрация, мг/м3

X

-

-

-

Степень интенсивности в настоящее время не стандартизирована

4 Механически активные вещества

4.1

Песок (включая гравий): масса единицы объема, г/м3

0,01
0,03
0,1
0,3
1
3
4
10

X

-

-

-

Кроме массы единицы объема, важно знать распределение размеров частиц. Степень интенсивности и параметр распределения размеров в настоящее время не стандартизированы

4.2

Пыль

-

X

-

-

-

Существуют различные типы пыли. Их классификация в настоящее время не стандартизирована. В некоторых случаях органическая пыль, попавшая на поверхность тепловыделяющих продуктов, может загореться (например, волокна тканей). Это может быть важно для горючих продуктов

4.2.1

Запыленность воздуха: масса единицы объема, мг/м3

0,01
0,2
0,4
4
5
15
20

X

-

-

-

-

4.2.2

Осаждение пыли: скорость осаждения мг/(м3·ч)

0,4
1
1,5
3
10
15
20
30
40
80

X

-

-

-

-

4.3

Суспензия: концентрация, кг/м3

-

-

X

-

-

Степень интенсивности в настоящее время не стандартизирована

4.4

Сажа: скорость осаждения

-

X

-

-

-

Степень интенсивности в настоящее время не стандартизирована

5 Загрязняющие жидкости

5.1

5.2

5.3

5.4

5.5

5.6

5.7

5.8

5.9

Моторное масло
Масло коробки передач
Гидравлическое масло
Трансформаторное масло
Тормозная жидкость
Охлаждающая жидкость
Смазка
Топливо
Электролиты для аккумуляторов

-

-

-

-

X
X
X
X
X
X
X
X
X

Степень интенсивности и параметр в настоящее время не стандартизованы Данный перечень не является исчерпывающим. Жидкости, перечисленные в 5.1минус 5.9 могут иметь различные характеристики

6 Механические условия

6.1 Вибрации

6.1.1

Стационарные синусоидальные вибрации
Спектр типа A: пиковые перемещения , мм; пиковые ускорения , м/с
9 Гц
2 Гц < f < 200 Гц


0,3
0,7
1,5
3,5
7,5
10
15


1
2
5
10
20
30
50

-

-

X

X

Спектры, представленные в 6.1.1, описаны в примечании 3 и на рисунке 1. Частота перехода - это частота, где постоянная амплитуда перемещения заменяется на постоянное (другое) значение пикового ускорения

Спектр типа B: пиковые перемещения , мм; пиковые ускорения , м/с
60 Гц
10 Гц < f < 500 Гц


0,15
0,35
0,75
1


20
50
100
150

-

-

-

-

-

Спектр типа C: пиковые перемещения , мм; пиковые ускорения , м/с пиковые ускорения , м/с
9 Гц, 200 Гц,
2 Гц < f < 500 Гц


3,2
7,5


10
20

-

-

-

-

-

-

Спектр типа D: пиковые перемещения 1,5 мм; пиковые ускорения , м/с частота перехода , Гц
2 Гц < f < 200 Гц

D
D
D


10
20
50

-

-

-

-

-

-

6.1.2

Стационарные случайные вибрации,
Спектр типа G:
ASD ниже 200 Гц
(м/с)/Гц
ASD выше 200 Гц
(м/с)/Гц
2 Гц < f < 2000 Гц

ASD
0,3
1
3
10
30

ASD
0,1
0,3
1
3
10

-

-

X

X

ASD: Спектральная плотность ускорений. «Спектры» 6.1.2 см. в примечании 5 и на рисунке 2

Спектр типа H:
ASD (м/с)/Гц
2 Гц < f < 2000 Гц

ASD
0,3
1
3
10
30

-

-

-

-

-

6.1.3

Нестационарные вибрации, включая ударное воздействие
Спектр типа L: пиковое ускорение , м/с

40
70

-

-

-

X

«Спектр» 6.1.3 отклика на ударное воздействие в примечании 5 и на рисунке 3

Спектр типа I: пиковое
ускорение , м/с

50
100
150
300
500
1000

-

-

-

-

-

Спектр типа II: пиковое ускорение , м/с

100
250
300
1000

-

-

-

-

-

Спектр типа III: пиковое ускорение , м/с

500
1500
3000
5000
10000

-

-

-

-

-

6.2

Свободное падение: высота падения, м

0,025
0,05
0,1
0,25
0,5
1
1,2
1,5
2,5
5
10

-

-

-

X

Эффект свободного падения также зависит от типа поверхности, на которую падает продукт. Степень интенсивности воздействия зависит от массы продукта

6.3

Столкновение с соседним телом: энергия столкновения, Дж

0,2
0,5
1
2
5
10
20

-

-

-

X

-

6.4

Динамика вращения: угол/частота, ± °/Гц

4/0,05
5/0,167
10/0,167
10/0,2
22,5/0,14
25/0,167
35/0,125
45/0,167

-

-

X

-

По крену, тангажу и рысканию

6.5

Угловое отклонение, статическое: угол, °

10
15

-

-

X

-

Составление перечня, балансировка

6.6

Постоянное ускорение: ускорение, м/с2

5
6
10
20
50
100
200
500
1000

-

-

X

-

-

6.7

Статическая нагрузка: давление, кПа

0,1
0,3
1
3
5
10
30
100

-

-

-

-

-

6.8

Опрокидывание

-

-

-

X

X

Степень интенсивности и параметр в настоящее время не стандартизированы

7 Электрические и электромагнитные возмущения

Возмущения, наведенные излучением: 7.1 и 7.2.
Возмущения, наведенные током: 7.3-7.7

7.1

Магнитное поле

7.1.1

Напряженность, А/м

0,015
0,05
0,15
0,5
1
3
10
30
100

-

-

-

X

-

(гармоники энергетических систем, частотный диапазон 0.1минус 3 кГц для гармоник порядка n)

3/n
10/n
30/n
100/n

7.2

Электрическое поле

7.2.1

Напряженность, В/м

0,3
1
3
10
30
60
100
140
200
300
600

-

-

-

X

-

кВ/м

1
3
10
20

7.2.2

Скорость изменения поля В/(м·нс)
(импульсное возмущение)

3
10
30
100
250
300
500
1000
2000
3000
10000

-

-

-

X

-

7.3

Гармоники: фактор полного нелинейного гармонического искажения, % основного напряжения

8
10

-

-

X

-

-

7.4

Тональное напряжение

7.4.1

Амплитуда (среднеквадратичная)
%

0,6
1,3
5

-

-

X

-

номинальное напряжение

мВ

0,6
2

7.5

Вариации напряжения и частоты

7.5.1

Флуктуации напряжения: амплитуда
%

3
10

-

-

X

-

номинальное напряжение

7.5.2

Понижение/прерывание напряжения

номинальное напряжение

Понижение
(10-99% )

0,8

-

-

Х

-

Продолжительность, сек

3

Прерывание
(100% )

0,6

X

Продолжительность, сек

60

7.5.3

Дисбаланс напряжения
/ %

2
3

-

-

X

-

-

7.5.4

Вариации частоты % от

2

-

-

X

-

номинальная частота

7.6

Индуцированное напряжение

7.6.1

Амплитуда, В

0,05
0,1
0,15
0,3
0,5
1
3
10
20
30
100
300
1000
3000

-

-

X

-

-

7.7

Переходный процесс

7.7.1

Время подъема, нс
мкс

0,3
5
10
50
100
500
1
1,5
10
100

-

-

X

-

7.7.2

Продолжительность, нс

2
15
50

-

-

X

-

-

мкс

5
20
50

мс

1

  1. 3

7.7.3

Амплитуда пиковая, кВ

0,5
1
1,5
2
4
6
8

-

-

X

-

-

7.7.4

Скорость изменения тока, А/нс

10
25
40
80
100

-

-

X

-

-

Примечания:

  1. A - условия окружающей среды, воздух; W - условия окружающей среды, вода; S - условия соединительной конструкции; E - условия, обусловленные внешними источниками.
  2. Концентрация веществ в воздухе приведена в мг/м3. Единица измерения «частицы на миллион» (ppm) больше не используется.
  3. Стационарные вибрации (синусоидальные). Вибрации характеризуются осцилляционным движением (перемещение, скорость или ускорение представлены как функции времени). Периодические вибрации также могут характеризоваться линейным спектром (зависимостью амплитуды от частотного компонента). Данная классификация основана на предположении, что каждый частотный компонент возникает независимо внутри рассматриваемого частотного диапазона.

Как правило, в низкочастотном диапазоне имеют место малые ускорения и большие перемещения. В высокочастотном диапазоне наоборот: большие ускорения и малые перемещения. На практике используется спектр модели с постоянными перемещениями в низкочастотном диапазоне и постоянными ускорениями в высокочастотном диапазоне. Переходные частоты выбираются в соответствии с рисунком 1. Спектр модели А и спектр модели С соответствуют случаям, когда вибрация определяется низкочастотными компонентами. Спектр модели В и спектр модели D соответствуют случаям, когда вибрация определяется высокочастотными компонентами.

- Рисунок 1 - Спектр модели под действием синусоидальной вибрации

Рисунок 1 - Спектр модели под действием синусоидальной вибрации

  1. 4 Стационарные вибрации (случайные)

Непериодические (случайные) вибрации характеризуются непрерывным частотным спектром. При случайных вибрациях невозможно определить амплитуду ускорения как функцию частоты. Вместо этого вибрации характеризуются энергией колебаний, приходящейся на рассматриваемый частотный диапазон. Чтобы получить величину, не зависящую от данного частотного диапазона, рассматривают спектральную плотность ускорений (ASD) как функцию частоты:

- рис. 2 ГОСТ Р 56257-2014(1)

где - среднеквадратическое ускорение внутри бесконечно малого частотного диапазона.

Ниже рассмотрены два спектра модели, представленные в виде спектральных плотностей ускорений как функций частоты. В спектре G (см. рисунок 2) ступенью выражена низкочастотная составляющая. В спектре H энергия колебаний распределена равномерно.

- Рисунок 2 - Спектр модели под действием случайной вибрации

Рисунок 2 - Спектр модели под действием случайной вибрации

  1. 5 Нестационарные вибрации, включая ударное воздействие

Нестационарные вибрации, включая ударное воздействие, удобнее всего представлять с помощью максимакса первого порядка спектра недемпфированного отклика на ударное воздействие.

На рисунке 3 представлены четыре спектра модели:

  • L - типовой спектр ударного воздействия большой продолжительности с низким пиковым ускорением;
  • I - типовой спектр ударного воздействия большой продолжительности с относительно низким пиковым ускорением;
  • II - типовой спектр ударного воздействия средней продолжительности со средним пиковым ускорением;
  • III - типовой спектр ударного воздействия малой продолжительности с высоким пиковым ускорением.

- Рисунок 3 - Спектр отклика модели на ударное воздействие (максимум первого порядка спектра отклика на ударное воздействие)

Рисунок 3 - Спектр отклика модели на ударное воздействие (максимум первого порядка спектра отклика на ударное воздействие)

[из п. 5.2 ГОСТ Р 56257-2014]

Комбинированные внешние воздействия

Продукт, как правило, работает одновременно под действием нескольких внешних воздействий, описываемых соответствующими параметрами. Рассмотрение комбинаций внешних воздействий особенно важно, когда работа продукта в случае одновременно (параллельно) приложенных воздействий отличается от работы продукта в случае последовательно приложенных воздействий.

При подборе расчетных внешних воздействий для конкретного прил. продукта рекомендуется проверить все внешние воздействия, комбинацию которых необходимо принимать во внимание [из п. 5.3 ГОСТ Р 56257-2014]

Последовательность внешних воздействий

При рассмотрении работы продукта под действием внешних условий необходимо учитывать возможность прямого прил. одного или нескольких воздействий (параметров) в прямой последовательности. Вот два важных примера:

  • тепловой удар, который является результатом прил. к продукту высоких температур сразу после прил. к нему низких температур (или наоборот) или погружение продукта в воду (дождь, потоки воды, морские волны, просто погружение) сразу после нагрева до высоких температур;
  • обледенение, которое может быть результатом охлаждения продукта до температуры ниже точки замерзания непосредственно перед или после помещения изделия во влажную среду, под дождь или в недождевую воду, полученную из других источников.

Целесообразно принять данные возможности в расчет при определении внешних условий, в которых работает реальный продукт [из п. 5.4 ГОСТ Р 56257-2014]

Copyright © «Техническая документация» 2008-2021. Заимствуйте наши материалы с блеском! При воспроизведении материалов портала обязательна установка активной гиперссылки на источник — страницу с этой публикацией на tdocs.su.

Яндекс.Метрика