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趣谈冲击与冲击响应谱

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发表于 2018-4-27 09:48 | 显示全部楼层 |阅读模式

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  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。
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  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。
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  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。
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  断点表如下:
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  曲线拟合界面如下:
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  最终拟合出的冲击波形如下:
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  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。
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  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。

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发表于 2018-8-7 08:51 | 显示全部楼层
学习了学习了
发表于 2019-3-5 13:37 | 显示全部楼层
学习了 谢谢分享
发表于 2019-5-29 19:56 | 显示全部楼层
学习了 谢谢讲解
发表于 2019-6-9 22:29 | 显示全部楼层
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。
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