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《沖擊響應(yīng)譜試驗規(guī)范述評》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、振動與沖擊第!"卷第!期#$%&’()$*+,-&(.,$’(’/01$23+456!"’46!!77!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!沖擊響應(yīng)譜試驗規(guī)范述評"盧來潔馬愛軍馮雪梅（航天醫(yī)學工程研究所，北京"77789）摘要在沖擊試驗中，制定一個能真實地模擬爆炸沖擊環(huán)境的試驗規(guī)范是確保試驗產(chǎn)品安全、真實地經(jīng)受沖擊環(huán)境考驗的前提條件。本文闡述了沖擊響應(yīng)譜試驗規(guī)范的起源，沖擊響應(yīng)譜的概念、算法及算法比較，沖擊響應(yīng)譜規(guī)范的科學性及局限性。關(guān)鍵詞：沖擊響應(yīng)譜，試驗
2、規(guī)范中圖分類號：.-"!:7引言"8世紀97年代國外建起了最簡單的沖擊試驗設(shè)備，以用于某些產(chǎn)品的試驗，一種是落下式試驗機，可用沖擊是指一個結(jié)構(gòu)系統(tǒng)受到的瞬態(tài)載荷，也可以于產(chǎn)生簡單沖擊波形，主要是半正弦；另一種是擺錘看成能量從外界傳遞到一個結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的短暫過程。式?jīng)_擊機。用理想脈沖作為試驗規(guī)范，多用于艦船設(shè)沖擊一般分為簡單沖擊和復(fù)雜沖擊，簡單沖擊，其沖備的試驗。隨著電子技術(shù)和環(huán)境模擬理論的發(fā)展，沖擊幅值隨時間變化的曲線近似簡單的幾何圖形，如半擊試驗技術(shù)有了很大變化，為了研究結(jié)構(gòu)耐沖擊能正弦、矩形波和鋸齒波等。復(fù)雜沖擊，其沖擊幅值隨力，布洛特（-54;<(
3、）于"8=:年提出了沖擊響應(yīng)譜時間變化的曲線呈復(fù)雜的衰減振蕩形。圖"和圖!分（0>4?@&ABC4DBA0CA?;EFG）的概念。別是簡單沖擊和復(fù)雜沖擊的時域圖。沖擊響應(yīng)譜通常又稱“沖擊譜”［"H:］，是指將沖擊激勵施加到一系列線性、單自由度彈簧、質(zhì)量系統(tǒng)時，將各單自由度系統(tǒng)的最大響應(yīng)值，作為對應(yīng)于系統(tǒng)固有頻率的函數(shù)而繪制的曲線。它用沖擊載荷作用在結(jié)構(gòu)系統(tǒng)上的效果，即結(jié)構(gòu)系統(tǒng)對沖擊載荷的響應(yīng)來描述沖擊。隨著沖擊響應(yīng)譜概念的提出和計算方法的完善，目前沖擊響應(yīng)譜作為試驗規(guī)范已被廣泛地用于產(chǎn)品的耐沖擊設(shè)計與沖擊環(huán)境模擬試驗。本文主要對沖擊響應(yīng)譜的科學性，沖
4、擊響應(yīng)譜的算法及沖擊響應(yīng)譜圖"半正弦加速度時間歷程曲線試驗規(guī)范的局限性作一全面闡述。"沖擊響應(yīng)譜規(guī)范的科學性運載火箭、飛機、船舶、車輛及各種工程機械，在其運行時經(jīng)常受到?jīng)_擊的作用，對各自的結(jié)構(gòu)、性能以及安裝設(shè)備都將產(chǎn)生有害影響，為了保證產(chǎn)品能夠抵擋沖擊環(huán)境的有害影響，應(yīng)制定科學的試驗規(guī)范。早期的沖擊試驗，主要是以簡單脈沖產(chǎn)生的沖擊效果來模擬實際的沖擊環(huán)境，對波形進行傅里葉分析可以看到：簡單沖擊會有較大的低頻能量，試驗時常使許多設(shè)備特別是帶減震器的設(shè)備，由于低頻過試驗圖!復(fù)雜沖擊加速度時域曲線而損壞。另外，由于在實際環(huán)境中經(jīng)常遇到的是變化在過去，沖擊試
5、驗多以理想脈沖試驗為主，早在持續(xù)時間的復(fù)雜沖擊，因此用半正弦脈沖做為試驗規(guī)"收稿日期：!77"H7IH"!萬方數(shù)據(jù)第一作者盧來潔女，工程師，"8=J年"!月生第%期盧來潔等：沖擊響應(yīng)譜試驗規(guī)范述評$/范還會導致下述問題，如在試驗室里用對稱的脈沖譜這就是沖擊響應(yīng)譜試驗規(guī)范的科學性。即半正弦作試驗，在試驗室里已通過沖擊試驗的設(shè)%沖擊響應(yīng)譜的算法備，在野外實際環(huán)境中又有損壞的。因此，沖擊試驗最好不用時間歷程曲線或脈沖波作規(guī)范。目前，國內(nèi)外普遍采用［!，"］等效損傷原則模擬復(fù)雜振蕩型沖擊環(huán)境，即用沖擊響應(yīng)譜來作為模擬沖擊環(huán)境標準，若產(chǎn)品在規(guī)定時間歷程內(nèi)在沖擊
6、模擬裝置產(chǎn)生的沖擊激勵作用下產(chǎn)生的沖擊響應(yīng)譜應(yīng)與實際沖擊環(huán)境的沖擊響應(yīng)譜相當?shù)脑?，就可以認為該產(chǎn)品經(jīng)受了沖擊環(huán)境考核。圖#為沖擊譜試驗規(guī)范，它由低頻部分的上升斜率!$、拐點頻率!%、高頻幅值!%及沖擊譜的頻率范圍圖!單自由度彈簧、阻尼、質(zhì)量系統(tǒng)!$"!#等幾部分組成。圖!為一單自由度系統(tǒng)，質(zhì)量為#，剛度為$，阻尼為%。該系統(tǒng)在基座加速度激勵下的運動方程為：&*%（’）+,-&（’）（$）"（’）(%#$")（’）($")式（$）中"（’）是質(zhì)量#相對于基座的位移；"（’）+.（’）,-（’）-（’）：基座的絕對位移；.（’）：質(zhì)量#的絕對位移；$)+
7、!/01$)：單自由度系統(tǒng)的固有頻率；#+20%!/01圖#沖擊響應(yīng)譜試驗規(guī)范：單自由度系統(tǒng)的阻尼系數(shù)。#航天領(lǐng)域中，爆炸沖擊是典型的復(fù)雜振蕩型沖在零初始條件下，系統(tǒng)對基座輸入激勵的相對位擊［$，"］，它主要是由于航天器上各種火工裝置的工作移響應(yīng)為引發(fā)的。如衛(wèi)星或飛船和末級火箭的分離、飛船艙段$’-&（"（’）+,%）:;［<,#$（)’,的分離、船上伸展部件的釋放和展開等工作均需特定$"%&)!$,#的火工裝置來完成。火工裝置種類繁多，它們產(chǎn)生的%）］(=［>$)!$,#（%’,%）］3%（%）沖擊環(huán)境對航天器的影響也有很大的差別，但概括地對于待分
8、析的沖擊加速度時間歷程-&（’），當給定講，爆炸沖擊環(huán)境的共同特點是：高幅值的振蕩波形，一個$)時，由（%）
