冲击试验的方法概述

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冲击试验的方法概述

发布时间:2014-09-18 16:39      浏览次数:

 冲击试验的方法概述

对冲击环境的模拟方法一般有三种:
第一:带有容差的冲击脉冲成形法
第二:冲击谱模拟法
第三:仿真复现法。
其中第三种方法出现于上世纪70年代,所用到的专用设备比较复杂,试验代价高昂,只有在非常特殊的场合中应用。广泛应用的是第一、二种方法。对此两种方法,我国标准GB2423.5-8l、GJBl50-85、GJB360-87以及国际IEC-68-2-29等标准都有规定。随着环境模拟理论和计算机技术的发展,以及控制系统功能的不断完善,冲击试验技术发生了变化,用数字式控制振动台系统进行冲击谱模拟已经成为冲击环境试验的趋势。在研究结构的耐冲击能力过程中,布洛特(Blot.M.A)于1963年提出冲击响应谱(shock Response spectrum)的概念,冲击响应谱实验技术开始得到发展和应用。冲击响应谱是以系列的不同频率、具有一定阻尼的线性单自由度系统受到冲击力产生的最大响应与系统频率的关系曲线。国内外普遍采用等效损伤原则模拟复杂振荡冲击环境,即用冲击响应谱作为模拟冲击环境标准,如产品在规定的时间历程内在冲击模拟装置产生的冲击激励作用下产生的冲击响应谱与实际冲击环境的冲击响应谱相当的话,就可以认为该产品经受得了冲击环境的考核。近年来,关于冲击响应谱试验的技术已经成为冲击试验的研究趋势,广泛应用于冲击环境的模拟试验中。目前国外针对冲击响应谱试验技术的研究日益成熟和完善,并已经研制出冲击谱试验的电动式实时控制系统,具有非常好的试验效果。但国内关于冲击响应谱试验的研究集中在理论层次面上的较多,能够实际应用的成果也很少。就目前的冲击试验水平看,国内外主要采用的还是第一种方法。冲击脉冲成形法试验多以理想脉冲试验为主,主要是以简单脉冲产生的冲击效果来模拟实际的冲击环境。利用跌落冲击机和摆式小型冲击机按照GJBl50、MIL-810等各项标准进行的冲击环境试验。规定的典型冲击波形有:梯形波、后峰锯齿波、半正弦波等,对于冲击波形法模拟冲击试验时,都会涉及到冲击加速度的峰值、冲击持续时间等方面的要求。冲击加速的峰值时指加速度的最大值a。;冲击加速度增长时间是指加速度从零值增长到最大值所经历的时间t;冲击加速度持续时问(脉宽)是指加速度从零值升到最大值,然后有从最大值降到零值所经历的时间。如图1-2所示,我国GB2423.5-81规定的三种波形的容差要求。图中A为脉冲加速度峰值,D为脉宽。
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图1-2冲击波形容差
            (a)半正弦波            (b)梯形波              (c)后峰锯齿波
 
当然在实际中冲击波形法不可能模拟实际的复杂冲击环境,由于实际环境产生的冲击是一种复杂的瞬态振动或是变化的持续时间的复杂冲击。这也是冲击波形法的不足之处,不过在目前来说,此方法还是应用比较广泛。


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