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《沖擊響應(yīng)譜的規(guī)律_李蓓蓓.pdf》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、包裝工程PACKAGINGENGINEERINGVol.25No.12004沖擊響應(yīng)譜的規(guī)律李蓓蓓(上海大學(xué),上海200072)[摘要]根據(jù)沖擊響應(yīng)譜的基本原理,質(zhì)量/彈簧系統(tǒng)的沖擊響應(yīng)求解十分復(fù)雜,須借助計算機才能進行,但是由兩種特殊波形———尖峰形脈沖和方波形脈沖可以得到?jīng)_擊響應(yīng)譜的總體規(guī)律,而無須復(fù)雜的積分計算。文中詳細(xì)介紹了一彈簧/質(zhì)量系統(tǒng)在某一沖擊輸入作用下的沖擊響應(yīng)譜曲線的繪制方法。關(guān)鍵詞:沖擊響應(yīng)譜圖;尖峰形脈沖;方波形脈沖中圖分類號:TB487文獻標(biāo)識碼:B文章編號:1001-3563(200
2、4)01-0012-02TheGeneralRuleofShockResponseSpectrumLiBei-bei(ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China)Abstract:Basedontheprincipleofshockresponsespectrum,itisverycomplextocalculatetheshockre-sponseofspring/masssystemandtheaidofcomputerisindispensable.Eventhoug
3、h,withoutcomputerwecanstillgetthegeneralruleofshockresponsespectrumwiththesupportofspikepulseandsquarepulse.Thedrawingmethodofshockresponsespectrumplotofaspring/masssystematcertainshockinputwasintro-duced.Keywords:Shockresponsespectrumplot;Spikepulse;Square
4、pulse沖擊響應(yīng)譜的基本理論是利用不同固有頻率的單自由度系統(tǒng)來計算不同的沖擊輸入下產(chǎn)生的沖擊響應(yīng)。它為在頻率域內(nèi)提供了一個相對于沖擊輸入的響應(yīng)估計。因此沖擊響應(yīng)譜是以不同固有頻率為橫坐標(biāo),以每個單自由度系統(tǒng)的峰值響應(yīng)加速度為縱坐標(biāo)所繪制的曲線圖。這樣當(dāng)包裝件受到?jīng)_擊時,便能根據(jù)沖擊響應(yīng)譜估計產(chǎn)品和產(chǎn)品內(nèi)不同元件的響應(yīng)情況,以替代原先破損邊界曲線中通過破壞性試驗的方法獲得產(chǎn)品最大加速度和速度變化,并以此作為運輸包裝設(shè)計依據(jù)。與破損邊界曲線相比,沖擊響應(yīng)譜更注重沖擊部件的響應(yīng)。眾所周知,沖擊是造成包裝件損壞的主
5、要原因之一,運輸中產(chǎn)品遇圖1典型的正弦波和方波脈沖到的沖擊一般在10～100g的范圍內(nèi),用毫秒測量。典型的沖表2種極端的沖擊現(xiàn)象,因此相當(dāng)重要。擊脈沖如圖1所示,上方是半正弦波,下方是方波。根據(jù)牛頓定律,對于一沖擊輸入,彈簧-質(zhì)量系統(tǒng)產(chǎn)生的1“尖峰形”脈沖沖擊響應(yīng)為:tGr(t)=2πfn∫Gi(s)sin[2πfn(t-s)]ds(1)沖擊持續(xù)時間極短,加速度G值很高的波形。如圖2所0該積分方程的求解十分復(fù)雜,須借助于計算機完成,但是示。有兩種特殊的沖擊輸入不需要借助計算機便可得出響應(yīng)?！凹庥捎谶@類沖擊輸入
6、持續(xù)時間非常短,這樣積分方程中變量峰形”脈沖(spike)和“方形”脈沖(square)。這2種類型代S就是一個非0的非常小的值,即變量S趨于0(S※0),sin收稿日期:2003-06-11;修訂日期:2003-12-09作者簡介:李蓓蓓(1969-),女,碩士,上海大學(xué)講師,主要從事運輸緩沖包裝及包裝管理方面的研究。12李蓓蓓沖擊響應(yīng)譜的規(guī)律知道了尖峰波形和方形脈沖的兩種特殊情況,結(jié)合沖擊響應(yīng)譜的理論及概念,就可以得到?jīng)_擊響應(yīng)譜的總體規(guī)律,如圖4所示。圖2尖峰形脈沖及其響應(yīng)[2πfn(t-s)]≈sin(
7、2πfnt),它不再是S的函數(shù),可移至積分外,這樣在該沖擊下的響應(yīng)即式(1)就成為:tGr(t)=2πfnsin(2πfnt)∫Gi(s)ds=2πfnΔVsin(2πfnt)0(2)圖4沖擊響應(yīng)譜概況圖因此,當(dāng)sin(2πfnt)=1時,響應(yīng)峰值為:Gmax=2πfnΔV。現(xiàn)將圖分為三部分進行分析:“尖峰形”脈沖響應(yīng)式(2)適用于任何持續(xù)時間趨于0的沖a.0～0.5fi,基于“尖峰形”脈沖理論,也就是沖擊響應(yīng)譜擊,當(dāng)然這個持續(xù)時間短是相對而言的。一個重要的判定標(biāo)準(zhǔn)圖的起始部分。是沖擊輸入的頻率(沖擊輸入的頻
8、率一般為1/2T)至少是固沖擊響應(yīng)譜圖起始于一直線。沖擊響應(yīng)譜的起始處,頻率有頻率的2倍,這也是式(2)成立的前提條件。例如,持續(xù)時間非常低。對于固有頻率fn非常低的彈簧-質(zhì)量系統(tǒng),任何沖為2ms的“尖峰形”沖擊,頻率為1/2T,則fi=1/(2＊0.002)擊輸入都類似于“尖峰形”脈沖,因此其響應(yīng)峰值Gmax==250Hz,那么若fn<125Hz,則用“尖峰形”響應(yīng)式(2)預(yù)測所2πfnΔV。換言
