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振动耐久试验——半正弦冲击

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发表于 2020-8-28 14:46 | 显示全部楼层 |阅读模式

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“振动耐久试验,是在振动台上进行的长时间振动试验。本文将用较少的篇幅介绍振动耐久试验中的半正弦冲击。”

01—半正弦冲击信号的组成

在振动耐久试验中,半正弦冲击信号是加速度信号。其时域信号见图1,它由主冲击信号和两边负的下冲组成。

该信号有三个重要参数:
A为冲击幅值,t2-t1为冲击时间,α为负的下冲和冲击幅值之比。
1.png
图1

构造其信号的公式见图2。
2.png
图2

02—负向冲击的原因

为什么冲击加速度信号两边有负向冲击?

对加速度信号积分得到速度信号(图3第二排),对速度信号积分得到位移信号(图3第三排)。

图3右侧第一排是冲击信号两边没有负向冲击的时域图,对其积分后会发现,冲击结束时,速度和位移都不是0,这显然和实际试验过程不符。

所以,为了让冲击的开始结束加速度,速度,位移都为0,才构造了有负向下冲的半正弦冲击信号,且需要满足图2所示的公式。
3.png
图3

03—不同参数半正弦冲击的对比

图4分别是:相同A,α; 不同主冲击时间(6ms 和11ms)冲击信号时域和频域的对比。

时域上(图4左),主冲击时间t2-t1越长:
整个冲击持续的时间则越长,最大速度和最大位移则越大。

频域上(图4右),主冲击时间t2-t1越长:
频谱上能量就越分布在低频。

所以哪种冲击试验更恶劣,要看产品的动力学特性。如果试验产品共振频率在120Hz,那么6ms的半正弦冲击更容易激发产品的共振。
4.png
图4

04—问题及延伸

经常有同事问我哪种冲击试验更恶劣?要回答这个问题,要同时了解冲击信号的特点及试验对象的动力学特性。

那么延伸到更宽泛的问题:正弦扫频,宽频随机,正弦叠加随机,半正弦冲击,这些试验规范哪个更恶劣?如何作对比?

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发表于 2023-6-26 20:44 | 显示全部楼层
厉害,不错不错
发表于 2024-1-20 20:59 | 显示全部楼层
半正弦波对应机械运动中的弹性碰撞,质量小的质点撞击一个质量大的质点时,小质量的质点会反向运动,而质量大的质点仍保持静止。
汽车的撞车就是机械冲击了,
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