趣谈冲击与冲击响应谱

weixin

　　冲击试验
　　通过对产品进行一系列的冲击脉冲，来考验产品受冲击的能力，以检验产品的可靠性。描述冲击，相应的特征参数有：脉冲类型，脉冲宽度和振幅。

　　冲击试验也可以叫做挨揍试验，脉冲类型相当于施暴者出拳的类型，是少林的长拳，还是武当的太极拳，是上勾拳还是下勾拳，在冲击试验中，就是脉冲类型，也就是大家熟知的：半正弦波、前锋锯齿波、后峰锯齿波、三角波、方波、梯形波还有方波。脉冲宽度就是作用时间，也就是单次挨揍的时间。振幅，则表征了冲击的力道。振动试验中的振幅，一般用加速度表示，也就是常说的多少G。泰森全盛时期一拳2300磅，也就是说他一拳能打出1035公斤的力。这里的单位不一样，一个是加速度，一个是力。但情形是类似的，还是可以类比的。

　　冲击响应谱
　　冲击响应谱 (Shock Response Spectrum) 通常又简称冲击谱，是将冲击源施加于一系列线性、单自由度质量-弹簧系统时，将各单自由度系统的响应运动中的最大响应值，作为对应于系统固有频率的函数而绘制的曲线，即称为冲击谱。这就是冲击响应谱的定义，我相信第一次读到这段描述的人，很少能明白这段定义说的是什么意思，当然，也就不明白冲击响应谱是啥意思。如果你比较用功刻苦，那好，我多读几遍……读好多遍……最后，你发现……还是不明白。

　　不过，你很幸运地读到了这篇文章。下面，我来试图用自己的理解和语言，来解释下冲击响应谱。

　　顾名思义，冲击响应谱，包含了冲击和响应谱两个内容。字面的理解就是，有一个冲击的动作，产生了一个对应响应谱的结果。在这里，冲击在先，响应谱在后。按照汉语的语言习惯，在后面的内容，往往是被强调的，是比较重要的。这里也一样，相对冲击，更加强调响应谱，只要最终做出来的结果符合规定的响应谱，你怎么冲击都行。组成响应谱的断点表，由频率和幅值构成，属于频域的描述，这和产品的特性就连接到了一起。对比经典冲击中只对施暴者的描述不同，冲击响应谱注重的是冲击的最终后果，是对产品也就是挨揍者的描述。按我的理解，断点表所表征的意思，就是说挨揍者到底需要被揍成什么样。

　　张无忌现学太极那一段，师公张三丰说：“你只要记得，就是打得那两个混蛋不似人形就是了。”

　　冲击响应谱就是这样，不管你怎么打，只要最终结果符合要求。你用什么拳法都行，但一般情况下，都需要组合拳。这就是冲击响应谱的曲线拟合，也就是组合拳的生成。最终会生成一个组合的复杂的冲击波形，就是为了达成最终的冲击效果，而需要使出的组合拳(组合冲击脉冲)。

　　我们选取GJB150.18A-2009中的地面设备功能性试验进行举例。

　　断点表如下：

　　曲线拟合界面如下：

　　最终拟合出的冲击波形如下：

　　是不是看着好难看，而且好不标准?没错，就是它，它能产生预期的冲击响应谱，也是振动台上实际的冲击波形。

　　还有一个涉及到的，非常重要的指标。有效冲击时长------Te。我们从图例中红色方框内，可以明确看到，国军标对Te是有明确要求的。但很可惜，很多控制器却根本没有该指标，或者不能达到该要求。

　　来源：VR振动研究公司办事处公众号(ID：VRC_China)，作者： Jason。

realize1991

学习了学习了

xsj0822

学习了 谢谢分享

CICADA3306

学习了 谢谢讲解

Sailor_hjb

楼主，请教一下，为什么一般的机械式冲击响应谱试验机的分析频段不到10kHz呢，而火工爆炸式的分析频段会很高，这是和什么有关系，求解，谢谢。

huxinghuai

这是解释的最通俗易懂的了。在请教下，你最后合成的冲击脉冲是应该是你针对试验台上某产品的吧。同样是地面设备的功能性冲击谱曲线，如果试验产品固有属性不同应该试验台合成的冲击脉冲也不一样。不知道理解的对吗