冲击响应谱试验技术
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4.2.1 固定谐振频率试验装置 ................................................................................................................. 27
4.2.2 可调谐式试验装置 .......................................................................................................................... 28
1.4.2 等效损伤原则 ................................................................................................................................... 13
2 冲击响应谱的算法.........................................................
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冲击响应谱试验技术
1 冲击响应谱概述
1.1 引言 航空、航天、电子等行业产品在生产、运输等过程中 存在着各种冲击，而这对产品
的质量和可靠性有着很大的负面影响。为了解决这一问题，在此基础上产生并发展起了冲 击试验。经过一百多年的发展，冲击试验技术已经相当成熟了，它也在国防、民生等行业 发挥着不可替代的作用。然而传统的冲击试验 ，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， 这种方法有很大的局限性， 有被冲击响应谱规范试验技术所代替的趋势。 这主要表现在冲击响应谱较传统的冲击规范有如下几种合理性和优势：
负初始冲击响应谱(-I) 是指激励脉冲持续时间内，一系列被激励单自由度系统与激励 脉冲反方向上出现的最大值 amax (- I ) 与相应的系统固有频率 f n 的关系曲线。
负残余冲击响应谱(-R) 是指激励脉冲持续时间结束后，一系列被激励单自由度系统与 激励脉冲反方向上出现的最大响应值 amax (- R) 与相应的系统固有频率 fn 的关系曲线。
1.4 冲击试验的等效损伤原则 .................................................
11
1.4.1 根据冲击响应谱进行试验确定 ....................................................................................................11
2
1.2 冲击响应谱的定义........................................................
3
1.3 冲击响应谱的特点及用途 ..................................................
8
1.3.1 冲击响应谱的坐标系 ....................................................................................................................... 8
4.2.3 用跌落式冲击台进行冲击响应谱试验 ..................................................................................... 28
4.2.4 水平摆锤式冲击响应谱试验机 ................................................................................................... 30
冲击响应谱可通过试验测得，也可以通过计算求出半正弦波、后峰锯齿波、梯形波的 冲击波相应的各种冲击响应谱。图 5、图6、图7是国家标准的冲击试验方法中给出的无阻 尼单自由度系统的三种冲击响应谱。图 8给出了带有波纹的半正弦的冲击响应谱，图 9所示 的是两种波形冲击响应谱的比较。
从图4、5、6可以看出，与半正弦波相比，后峰锯齿波的残余谱在非常宽的频率范围 内才出现第一个零值，在相当宽的频带内与初始谱有相近的量值，而且相当平滑，这样的 频谱特性有利于改善冲击试验的再现性，且由于对称的原因有的专家建议，如用后峰锯齿
下面，通过一个简单的例子来看看两种冲击规范的区别： 【例 1】：图 1(a)给出了两个面积相等但波形不同的半正弦脉冲 (它们的速度变化相等 ) ， (b)给出了两个相同半正弦脉冲但其中之一叠有一极窄脉冲。单从时间历程上来看，很难得 出它们两组的区别。图 2 所示分别是两组曲线的冲击响应谱曲线，比较可知，冲击脉冲 A 对高频系统的危害较大，而 B 对低频系统的损伤势大；脉冲 C 和脉冲 D 虽时间历程峰值 相差很多，但由他们的冲击谱曲线易知除极高频外两者的损伤势是相同的。
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2.1 冲击响应谱数字分析中的参数选择 .........................................
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2.2 不同Q值间冲击响应谱的转换 .............................................
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3 冲击试验规范.............................................................
2
冲击响应谱试验技术
形的比较
X
X
图 1 冲击波
图 2 与图 1 的冲击脉冲相应的冲击响应谱
由此可以看出，用冲击响应谱规范来描述系统的损伤势有更好的效果。 1.2 冲击响应谱的定义
冲击响应谱是指一系列单自由度质量阻尼系统，当其公共基础受到冲击激励时各单自 由度系统产生的响应峰值作为单自由度系统固有频率的函数绘出的曲线。简单来说就是在 笛卡尔坐标系下以单自由度系统的固有频率为横坐标，以其响应峰值为纵坐标画成的曲 线。
Vmax 为冲击激励的最大速度响应值；
Dmax 为冲击激励的最大位移响应值。
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冲击响应谱试验技术
图8 带有波纹的半正弦脉冲的冲击响应谱
I —初始响应谱； R —残余响应谱
图9 后峰锯齿波的冲击谱与半正弦脉冲的冲击响应谱的比较
I —初始响应谱； R —残余响应谱 W —后峰锯齿波 300 m / s2 18ms ； X —半正弦波 196 m / s2 20ms ； Y —半正弦波 196 m / s2 8ms ； Z —半正弦波 196 m / s2 3ms ； 1.3 冲击响应谱的特点及用途 1.3.1 冲击响应谱的坐标系 对冲击响应谱曲线的描述， 随用途不同可以采用不同的坐标系。 IEC标准和国家标准中 给出了两种坐标系， 一是用 m / s2 - fn 坐标 系表述的冲击谱， 二是用ａmax/A—ｆnD坐标系描述的
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冲击响应谱试验技术
图中
图7 对称梯形脉冲的冲击响应谱（ A＝490m/s 2 ,D=11ms）
I —初始响应谱； R —残余响应谱
a(γ) = amax （归一化相应系数） A
γ= f nD （归一化频率
(1-1)
1 β= f / fn = 2γ( 激励频率和频率的比)
式中， amax 为加速度最大响应值； A 为激励脉冲幅度； D 为激励脉冲持续时间； fn 为
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4 冲击响应谱的试验方法 .....................................................
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4.1 振动台模拟.............................................................
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4.2 机械式撞击试验装置 .....................................................
3) 冲击响应谱是响应等效的，对产品的作用效果也等效，因此冲击响应谱模拟比规 定冲击脉冲来模拟更接近实际冲击环境；
4) 对于工程设计人员来说，通过冲击响应谱的分析，可以对设备各部件所承受的最 大动力载荷能够有比较准确的把握，从而预测出冲击潜在的破坏；同时还能提供给工程设 计人员一个比较灵活的技术，以确保试验的可重复性。
专题讲座
冲击响应谱试验技术
西北工业大学航天学院 吴斌
2009 年 4 月 20 日
目录
1 冲击响应谱概述............................................................
2
1.1 引言....................................................................
1.3.2 冲击响应谱特点分析 ....................................................................................................................... 9
1.3.3 冲击响应谱的用途 ..................................................................................... 10
冲击响应谱
冲击激励波形
图 3 实际物理系统拆分成多个单自由度系统物理模型
冲击响应谱按响应峰值取法的不同可以分为三种： 1) 初始响应谱，简称“主谱” ； 它是取冲击作用时间内的相应峰值求得的冲击响应谱。 2) 剩余响应谱，简称“余谱” ； 它是取冲击激励结束后的相应峰值做出的冲击响应谱。 3) 最大响应谱，即主谱及余谱的包络谱；
一个实际的物理系统可以分解为多个不同的单自由度系统，对于每个单自由度系统进 行冲击响应分析计算，取系统响应的最大值，然后和它的固有频率组成一个数据点。这样 分解成多少个单自由度系统就可以得到多少组数据点。最后将这些点加以合成，即可得整 个系统的冲击响应谱，原理如下图 3 所示。
振动试验分类(正弦 随机 冲击 冲击响应谱 随机加随机 路谱仿真 瞬态冲击 振动台振动试验)
振动试验分类北京西科远洋机电设备有限公司 Jeff.jiang振动试验根据模拟振动环境的不同输出不同的激励波形，根据激励波形的不同振动试验可分为：1.正弦扫频试验正弦试验是最早的振动试验，传统的扫频正弦试验通过改变信号的频率、相位和幅值来实现。
正弦试验通过正弦信号发生器改变信号的频率和幅值，控制试件在频率范围内按要求振动。
正弦扫频试验在研究结构的共振峰特性时是尤为有效的。
结构共振点上会激发出很高的响应，在共振点实行定频振动，是疲劳试验的有效手段。
美国迪飞DP SignalStar 与 北京西科 Standard 2x 正弦试验的最重要特点是使用跟踪滤波器技术，使用固定的或者比例带宽的高品质数字跟踪滤波器可以确保在存在环境噪声的情况下仍然能精确地测量和控制正弦试验。
2.谐振搜索和驻留试验谐振搜索和驻留试验，首先通过正弦扫频获取评估谐振特征的传递函数，输入频率范围、幅值阈值和最低Q值(尖锐度)参数用于判断哪些模态会被评估为谐振峰。
谐振搜索和驻留在很多机械结构的疲劳试验中非常有效。
谐振搜索和驻留自动侦测谐振峰的偏移，并自动调整正弦激励信号的频率来跟踪谐振峰的偏移。
跟踪驻留试验在高周期关键部件如涡轮机叶片和汽车曲轴的疲劳试验中非常常见。
美国迪飞DP SignalStar 与 北京西科 Standard 2x谐振搜索和驻留主要集中在结构疲劳试验上。
疲劳试验中会自动跟踪谐振峰的偏移来驻留激励，同时可以限制幅值和频率的偏离度来终止试验。
3.多正弦试验疲劳试验时，如汽车厂商的发动机部件试验，多个频率的正弦同步扫频可以大大减少试验时间。
在德国汽车制造商组织的推动下，该方法目前正越来越广泛地为其他谐波试验所应用。
依据一家知名的德国汽车制造商的要求。
多频率正弦试验已经发展为汽车发动机组件可靠性试验的一个重要方法。
这一试验方法的目的是在不影响试验效果的前提下降低试验时间和开发成本。
DP的SignalStar多频率正弦控制软件减少了试验时间，且不牺牲试验控制精度和试验效果。
冲击响应分析方法及其应用
在 ５０Ｔ的轧制力不断作用下，其使用寿命有多长等等，都需要做冲击试验。 ００
所以 小至日 用品， 大至炸弹、 大型设备都要做冲击试验１ 总之， 着Ｉ业化进 ２ １ 。 随 一
程和人们对可靠性认识的提高， 可靠性试验， 包括冲击试验会越来越重视， 这就 是为什么工业化发达国家在可靠性试验方面更重视， 手段更先进， 更完善的原因。 冲击试验可以 采用经典波形控制 〔 半正弦、 后峰锯齿波、 梯形波） 试验技术，
ｄｓｕ ｓｄ ｉｃ ｓｅ ．
Ｃ ａｔ ４ ｉ ｔ Ｒ ｓ ｈ ｉ ｎ ａ ｌ ｅ ｉ ｅ ｏ， ｇ ｓ ａｄ ｓ ｄ ｓ Ｓ Ｓ ｔ ｓ ａｄ ａ ｚｓ ｍ ｔ ｄ ｐｏｒ ｓ ｈｐ ｒ ｔ ｅ ｈ ｅ ｕ ｅ ｙ ｅ ｓ ｎ ｙ ｔ ｎ ｓ ｈ ｒ ｅ ｎ
ｐｉ ｉｅＰａｔａＳ Ｓ ｔ ｓ ｉｒ ｌｅ ｕｉ Ｗ Ｖ Ｙ ． ｒ ｃ ｌ ｒ ｉ ｌ ｓ ｈ ｉ ｓ ｉ ｄ ｎ Ａ Ｓ Ｎ ｎ ｐ ． ｃ Ｒ ｙ ｅ ｓ ａｚ ｓ ｇ ｃ ｎ ｅ Ｃ ａｔ ５ ｌ ｅ ｔ ｔ ｃ ｅ ｆｎｔ ｎ ｈｃ ｔ ｒ －ｍ ｃ ｔ ｌ ａａ ｓｓ ｓｕｔｒ ａｄ ｃｏ ｏ ｓｏｋ ｔ ｌｉｅ ｎ ｏ ｈｐ ｒ ｎ ｙ ｈ ｒ ｕ ｎ ｕ ｉ ｆ ｅ ｅ ｅ ｅ ｔ ｓ ａ ｏｒ
ｓｓｍ ｄ ｉｌ ｔｌ ｓ ｔ ； ｈ ｈ ｅ ａｄ ｌｉｅ ｆｍ ｎｅ ｙｔ ａ ｄ ｔ ｃｎｏｔｔ ｅ ｔ ｉ ｓ ｄ ｒ － ｐｒ ｒａｃ ｏ ｅ ｎ ｉ ａ ｏ ｒ ｅ ｙ ｍ ｈ ｇ ｐ ｎ ｅ ｔ ｅｏ ｇ ｓ ｓ ｅ ｅ ａ ｍ ｆ ｓｏｋ ｒ ｌｉｅ ｔｌ ｅ ｂｓ ｏ Ｄ Ｐ ｐ ａ ｓ ｄ ｄ ｈｃ ｔｔ －ｍ ｃｎ ｏｓｓｍ ｅ ｎ ｃｉ ｒ ｔ ｉ ． ｅ ｅ ｔ ｏ ｒ ｙｔ ａ ｄ Ｓ ｈ ｓ ｕ ｅ ｓ ａ ｅ Ｃ ａｔ ６ ｓ ｏ ｌ ｉ ｏ ｈ ｐｐｒ ａａ ｓ ｈ ｕ ｒ ｅ ａ ｈ ｇ ｅ ａ ｃ ｓｎ ｔｓ ｅ ａｄ ｌ ｅ ｔ ｆｕ ｒ ｅｒ ｏ ｈｐ ｒ ｉ ｅ ｖ ｃｎ ｕ ｏ ｆ ａ ｎ ｎ ｙ ｓ ｔ ｅ ｃ ｆ ｉ ｅ ｓ
[整理版]冲击响应谱
![[整理版]冲击响应谱](https://360docs-1393072327.cos.ap-beijing.myqcloud.com/0be98fc1b04e852458fb770bf78a6529647d3500.webp)
冲击响应谱1简介冲击响应谱通常简称“冲击谱”，它是工程中广泛应用的一个重要概念。
国家电工委员会（IEC）、国家标准化组织(ISO)所属的技术委员会以及我国的国家标准，都已经把冲击谱作为规定冲击环境的方法之一。
因此，冲击谱是对设备实施抗冲击设计的分析基础，也是控制产品冲击环境模拟实验的基本参数。
2冲击谱详解所谓冲击谱，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。
由定义可知，冲击谱是单自由度系统受冲击作用后所产生的响应运动在频域中的特性描述。
它不同于冲击源的傅里叶频谱，其区别在于：傅里叶频谱仅仅研究冲击源本身在频域中的能量分布属性，只是冲击源函数在频域中的展开，它不涉及任何一个要研究的机械系统的响应。
虽然冲击频谱与傅里叶频谱两者都是频率的函数，但有着明显的区别。
换言之，冲击谱是一系列固有频率不同的单自由度线性系统受同一冲击激励响应的总结果。
产品受冲击作用，其冲击响应的最大值意味着产品出现最大应力，即试验样品有最大的变形。
因此，冲击响应的最大加速度Amax与产品受冲击作用造成的损伤及故障产生的原因直接相关，由此引出了最大冲击响应谱。
3最大冲击响应谱又可以作如下细分1.正初始冲击响应谱（+I）是指激励脉冲持续时间内，一系列被激励单自由度系统与激励脉冲同方向上出现的最大响应值。
Amax(+I)与相应系统的固有频率fn的关系曲线。
2.正残余冲击响应谱（+R）是指激励脉冲持续时间结束后，一系列被激单自由度系统与激励脉冲同方向上出现的最大响应值Amax（+R）与相应系统的固有频率fn的关系曲线。
3.负初始冲击响应谱（-I）是指激励脉冲持续时间内，一系列被激励单自由度系统与激励脉冲反方向上出现的最大值Amax（-I）与相应的系统固有频率fn的关系曲线。
4.负残余冲击响应谱(-R)是指激励脉冲持续时间结束后，一系列被激单自由度系统与激励脉冲反方向上出现的最大值Amax（-R）与相应的系统固有频率fn的关系曲线。
冲击响应谱校准技术的研究
２２ １ （ ０ 年１月 上）Ｊ １ 科技创 新 与应用
冲击 响应谱校 准 技术 的研 究
厉 巍 陈 永 久 朱 永 晓
（ 贵州航天计量测试技术研究所 ， 州 贵阳 ５ ００ ） 贵 ５ ０ ９ 摘 要： 冲击响应谱 试验 已经成为大多数航天产品必做的力学环境试验项 目之一 ， 传统的冲击试验缺乏对冲击环境模拟的真实 性 ， 文介 绍 了冲 击 响应 谱 的 原 理 和 冲击 响 应 谱试 验 设 备 ； ｌ ＶＥ 为 平 台 ， 写 了冲 击响 应谱 校 准软 件 ， 冲 击响 应谱 试 验 本 用 ａ ＩＷ ｂ 编 为 机 的 校 准 与数 据 分析 提 供 了通 用性 较好 的校 准分 析 方 法 ， 并基 于 Ｐ Ｉ Ｘ 系统 设计 了冲 击响 应谱 校 准 装 置。 关 键 词 ： 天产 品 Ｌｂ Ｉ Ｗ； 击响 应谱 ； 准 ；Ｘ 系统 航 ａＶＥ 冲 校 ＰＩ
ｕ（ ） － ｔ
图 １冲 击 响应 谱 的物 理模 型
Байду номын сангаас
数 学模 型可 归 结 为如 下 微 分方 程 的解 ： ６ Ｏ） ２ ｃ ＋ ６ ） 一“ Ｏ） ” 十 （ ６（） ｏ ＝ 式中 ， ＝ｘ ｌ； ＝ 丽 ； ＝ｃ２ —ｔ ｕ √ ＜ ／Ｍｗ ２ 冲击 响 应谱 试 验 设 备 冲击响应谱环境模拟试验 比较复杂 ，试验设备 的类型也较多 ， 目前 冲击 响应谱试验通 常使用 的设备主要有电动振动试验台和机 械 式 试 验 机 两大 类 ， 中机械 式 试 验 机 主要 分 谐 振 式 冲击 响应 谱 试 其 验机和摆锤式 冲击谱试验机两种。 电动振 动 台模 拟 冲击 响 应 谱环 境 试 验 的 基本 原 理 是 ： 用 各 种 使 不 同 的波形 组 合 来 实 现 冲击 响应 谱 的 模拟 。 动试 验 系 统一 般 有 控 振 制 系 统 、 率 放大 器 、 功 台体 系统 三 部 分组 成 。 中 控制 系 统包 括 计 算 其 机 、 制仪 、 控 电荷放 大 器 、 感 器 等 ； 传 台体 系 统包 括 振 动 台 、 平 滑 台 水 等 。 进 行试 验 时 ， 振 动 台上 安装 试 验 夹 具和 试 验产 品 。 在 在 冲击 响应 谱 试 验 过 程 中 ，控 制 系 统 将设 置好 的 冲击 谱 转 换 成 时 域 电压 驱 动 谱 ， 缓 冲存 储器 后有 数模 转 换 器 将 数 字 量 转 换成 模 拟 量 ， 后 收 经 然 入 功 率 放大 器 激 励振 动 台 ， 成 一 次 脉 冲运 动 。振 动 台面 上 的传 感 生 器 把 采 集到 的脉 冲 响应 信 号经 电荷 放 大 器 后输 人 控 制 系 统 ， 到加 得 速 度 时 域波 形 ， 制 仪将 时域 波形 处 理 成 冲击 响应 谱 。 控 谐 振 板 式 冲 击 响应 谱试 验 机 的 基 本原 理 是 ： 冲击 锤 对 板 的激 励 是垂直下落的（ 激励点在板 的上表面 ）当一块板受 到冲击 时 ， ， 板会 被 激 起 谐 振 ， 整 冲击 力 的 作 用 效 果 ， 板 被 激 起 的 响 应 近 似 于 复 调 使 杂 的衰 减 正 弦波 ， 此 响 应 对应 的 冲击 响 应谱 值 与 要 求 的规 范谱 值 若 致 ，则 可 认 为 固定 在板 上 的试 验 样 品 经 受 了冲 击 响 应 谱 环 境 试
冲击响应谱
四、SRS图形构造介绍
对于任何冲击输入，我们都可以利用数学 公式计算出它们的响应峰值加速度，从而 构造出冲击响应谱曲线。由于每个弹簧/质 量系统都各有其固有频率，对于同一冲 击输入就有不同的冲击响应，因此我们可 以根据动力学原理的数学计算得到冲击响 应并绘制响应峰值。
四、SRS图形构造介绍
常用的方法是对应于相同的冲击 输入，从较低的固有频率开始， 记录其冲击响应峰值Gr，然后逐步增 加固有频率，得到一系列与固有频率 fn对应的冲击响应峰值G，然后进行光 滑连接，即得冲击响应谱图。如图所 示。
什么是冲击响应谱
利用不同固有频率的单自由度系统 来计算冲击输入下产生的冲击响应。 它为我们在频率域内提供了一个相 对于冲击输入的响应估计。 这样当包装件受到冲击时，便能根 据冲击响应谱估计产品和产品内不 同元件的响应情况。
三、计算方法
对于一弹簧/质量系统，其冲击输出加速 度Gr(t)相对于冲击输入加速度Gi(t)可通 过牛顿定律得到。如图所示 。
七、利用SRS寻找脆值的方法
七、利用SRS寻找脆值的方法
通过共振试验确定固有频率 将模拟产品放在包装内进行跌落试验 记录冲击输入，注意峰值G 得到SRS图，将已知元件脆值与响应G 值作比较 响应的冲击输入峰值G作为产品脆值
七、利用SRS寻找脆值的方法
七、利用SRS寻找脆值的方法
当今的趋势是大多数供应商会标明每 个产品的脆值。也可以结合破损边 界理论，利用SRS确定临界曲线而得 到脆值，而不用任何跌落试验，只 需 两 个 公 式 ： ΔVp=Gcg/2πfc ， Gp=Gc/2。
那么能否建立一个保守性小、更精 确，且能减少反复试验的新方法呢？
当然可以，它就是冲击响应谱理论。其 实牛顿早在他的论文中就提到过冲击响 应以没有得 以进一步发展
冲击响应谱合成
冲击响应谱合成电子电工产品环境试验第二部分 :试验方法试验Ei:冲击冲击响应谱合成1 范围GB/T2423的部分规定了合成冲击响应谱(SRS)实验.适用于需要模复杂瞬态激励的样品。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过GB/T2423的本部分的引用而成为本部分的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不住日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。
GB/T2421—1999 电工电子产品环境试验总则(idt IEC 60068—1:1998) GB/T2423(10—2008电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Fc:振动(正弦) ( IEC 60068—2—6:1995，IDT)GB/T2423.5—1995 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Ea和导则:冲击 (idt IEC 60068—2—27:1987)GB/T2423.43—2008电工电子产品环境试验第2部分:试验方法振动、冲击和类似动态试验样品的安装(IEC 60068—2—47:1999，IDT)GB/T2423.56—2006电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Fh:宽频带随机振动(数控)和导则( IEC 60068—2—64:1993，IDT)IEC60068—2—57:1999 环境试验第2部分:试验方法试验Ff:振动时间历程法ISO 266:1997 声学优选频率ISO 2041:1990振动和冲击词汇3 术语和定义在LSO2041:1990，GB/T2423.102008,GB/T2423.5—1995和GB/T2423.56—2006中给出的术语和定义，与以下定义一起使用。
3.1-3dB带宽 -3dBbandwidth在频率响应函数中对应于一个共振峰值的最大响应0,707倍的两点间的频带宽度。
冲击响应谱试验技术
专题讲座冲击响应谱试验技术西北工业大学航天学院吴斌2009年4月20日目录1 冲击响应谱概述 (2)1.1 引言 (2)1.2 冲击响应谱的定义 (3)1.3 冲击响应谱的特点及用途 (8)1.3.1 冲击响应谱的坐标系 (8)1.3.2 冲击响应谱特点分析 (9)1.3.3 冲击响应谱的用途 (10)1.4 冲击试验的等效损伤原则 (11)1.4.1 根据冲击响应谱进行试验确定 (11)1.4.2 等效损伤原则 (13)2 冲击响应谱的算法 (16)2.1冲击响应谱数字分析中的参数选择 (18)2.2 不同Q值间冲击响应谱的转换 (19)3 冲击试验规范 (21)4 冲击响应谱的试验方法 (24)4.1 振动台模拟 (25)4.2 机械式撞击试验装置 (26)4.2.1固定谐振频率试验装置 (27)4.2.2可调谐式试验装置 (28)4.2.3用跌落式冲击台进行冲击响应谱试验 (28)4.2.4水平摆锤式冲击响应谱试验机 (30)1 冲击响应谱概述1.1引言航空、航天、电子等行业产品在生产、运输等过程中存在着各种冲击，而这对产品的质量和可靠性有着很大的负面影响。
为了解决这一问题，在此基础上产生并发展起了冲击试验。
经过一百多年的发展，冲击试验技术已经相当成熟了，它也在国防、民生等行业发挥着不可替代的作用。
然而传统的冲击试验，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，这种方法有很大的局限性，有被冲击响应谱规范试验技术所代替的趋势。
这主要表现在冲击响应谱较传统的冲击规范有如下几种合理性和优势：1)研究冲击的目的不是研究冲击波形本身，而更注重的是冲击作用于系统的效果，或者说研究冲击运动对系统的损伤势。
而用冲击的时间历程来描述损伤势不但困难，而且有时会得出错误的结论。
而冲击响应谱规范则能很好的避免这样的错误；2)传统的冲击规范严格规定脉冲的类型，而相应谱规范则对冲击脉冲的类型和产生冲击的方法不做严格要求，因此做实验的灵活性增大；3)冲击响应谱是响应等效的，对产品的作用效果也等效，因此冲击响应谱模拟比规定冲击脉冲来模拟更接近实际冲击环境；4)对于工程设计人员来说，通过冲击响应谱的分析，可以对设备各部件所承受的最大动力载荷能够有比较准确的把握，从而预测出冲击潜在的破坏；同时还能提供给工程设计人员一个比较灵活的技术，以确保试验的可重复性。
lsdyna冲击响应谱
lsdyna冲击响应谱
LS-DYNA中可以计算冲击响应谱（Shock Response Spectrum，SRS）的模块是*Dynain*。
使用LS-DYNA进行冲击响应谱分析的步骤如下：
1. 在LS-DYNA中创建包含冲击载荷的模型，并定义模型的几
何形状和材料特性。
2. 指定约束和边界条件，确保模型能够适当地响应冲击载荷。
3. 定义冲击分析的时间步长和总时长。
4. 运行LS-DYNA模拟，获得模型的响应结果。
5. 在Dynain模块中，选择冲击响应曲线/冲击动力学（Shock Response Curve/Shock Dynamics）计算冲击响应谱。
6. 定义冲击响应谱的参数，如SRS分析的频率范围、周期窗
口等。
7. 运行冲击响应谱分析，LS-DYNA将自动计算并输出响应结果。
需要注意的是，LS-DYNA中计算冲击响应谱的结果是基于模
型在给定冲击载荷下的响应。
因此，正确定义冲击载荷并进行
准确的模型构建非常重要，以确保所得到的冲击响应谱具有实际可靠性。
冲击响应谱试验技术讲座讲稿
2) 放大区
a 当0.3 < f n D < 10， max ≥ 1 A
它的物理意义是当冲击持续时间与系统的固有周期的比值 落在上述区间时，系统的冲击响应值大于冲击脉冲的幅值， 在此区间内冲击响应具有放大作用，冲击响应的初始谱先 是单调上升到最大值，半正弦波为1.78，后峰锯齿波为 1.25，梯形波为2.0，然后单调下降（半正弦波是波动下降） 至1。 3) 等冲区
正负冲击响应谱对结构的损伤是一样的，因此一般均讲正冲击响应谱。 初始冲击响应谱是在基础作用冲击脉冲时的求出的冲击响应谱； 残余冲击响应谱是冲击脉冲作用结束后，由于结构是弹性的，自身还会有振动， 此时结构计算的结构的响应叫残余冲击响应谱。
经典冲击作用下的冲击响应谱： 与半正弦波和方波相比，后峰 锯齿波的残余谱在非常宽的频率 范围内才出现第一个零值，在相 当宽的频带内与初始谱有相近的 量值，而且相当平滑，这样的频 谱特性有利于改善冲击试验的再 现性，因此GJB建议优先选用后 峰。
4.2 机械式撞击试验装置 这类装置的类型很多，但基本的原理是一样的：即将试品 固定于一块板上或一根梁上某一部位，然后用某种方法， 如锤击、摆锤、气炮对该装置进行撞击，使试品受到装置 的谐振响应而模拟实际受到的爆炸冲击。 由于现在爆炸冲击试验条件一般是用如上所示的冲击响应 谱规范给出，试验能否满足主要根据以下几点： 1) 谱形，主要是冲击响应谱的拐点和低频部分的斜率： 2) 冲击响应谱的幅值； 3) 冲击波（应为高频震荡形）和持续时间（短于20ms）。
)， amax A ＜1
1.4 冲击响应谱的特点 冲击响应谱分为三个区域： 1) 缓冲区
当 f n D < 0.3 a max <1 A
它的物理意义是：当冲击脉冲的持续时间与系统的固有周 期之比小于0.3时，系统的冲击响应最大值小于冲击脉冲的 峰值加速度。并且的比值愈小，缓冲作用愈大，具有单调 下降的特性。在缓冲区内，三种波形的残余谱比初始谱大， 并且与冲击速度增量近似地成正比的关系。特别是当＜0.2 时，三种波形的初始谱非常接近，这就是国家标准中规定 的“当冲击试验的脉冲持续时间与试验样品的最高固有频 率的乘积小于0.2时，就可采用速度变化相等的任何冲击波 形”的理论根据，也是需要规定冲击速度容差的理由。
冲击响应谱分析
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冲 击 响应 谱 分 析
Ａ ｎａ ｙｓ ｓ ｏｆ ｌ ｉ Ｓｈｏｃ Ｒ ｅ ｐｏｎｓ ｐｅ ｒ ｋ ｓ ｅ Ｓ ｃｔｕｍ
李伟 森 ， 冬 冬， 张 王丹 丹 （ 国 电子科 技 集 团 公 司第 二十 七研 中 究所 ，河 南 郑州 ４ ０ ０ ） ５ ０ ５
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空 间内 释放 出相 当大 的能 量 。 由于 冲击 运 动会 给设 备带 来 的一定 的损 伤 和破 坏 ，故我 们需 要 研究 设 备所 处 的 冲击环
境 ，并通 过模拟 环境来 检查其 耐 冲击 能力 。
法 是 求 出冲击 运 动 的傅 里叶 频谱 函 数 ，假设 已知 冲击 函数
为“） ｔ ，其傅 里叶频谱 函数 的变换式 为式２ ：