冲击响应谱在炮击振动环境的谱编制应用研究

机载航炮是军机结构振动/冲击最严酷的载荷源之一,基于实测数据得到真实的环境谱,对于军机结构及机载设备的设计与考核非常重要。基于某飞机航炮实测响应数据,采用数字滤波法得到炮振环境下单点单次响应的冲击响应谱,并结合国军标和相关标准的要求,提出了基于不同统计数据类型的机载设备炮振环境分类方法,对每一组炮振实测数据进行归纳,得到了炮击振动环境实测谱和规范谱,最后通过某飞机舱段地面试验进行了验证。结果表明该方法相较于常用的位置区域分类和极值包络区域归纳方法更正确合理,且比行业内普遍采用的随机炮振通用谱更符合炮击真实环境。该方法可直接用于军机结构与机载设备的地面试验验证,具有较好的科学性和工程实用价值。

正弦扫描振动模拟瞬态振动环境等效性研究

使用正弦扫描振动模拟低频瞬态振动环境是航天工业的一种传统试验方法,其对产品的环境考核可能同时存在欠试验和过试验。首先对两者等效性进行分析,进而采用冲击响应谱、最大响应谱等相关理论,对等效正弦扫描振动试验条件制定中的扫描速率、阻尼系数进行了研究,并给出参数选择建议。最终提出了制定正弦扫描振动环境试验条件的步骤,为采用正弦扫描试验进行低频瞬态环境适应性考核提供借鉴。

随机振动加速度响应谱及与冲击等效性分析

目的 获得随机振动的加速度响应谱,提升随机振动与冲击的等效性分析精度。方法 首先,基于维纳-辛钦定理,推导单自由度系统在随机振动基础激励作用下加速度响应均方值的通用表达式;其次,分别推导单自由度系统在理想白噪声和限带非均匀谱随机振动基础激励作用下的加速度响应均方值;再次,基于3σ准则,推导限带非均匀谱随机振动的3σ加速度响应谱;最后,基于加速度响应等效,通过将装备随机振动条件的3σ加速度响应谱与冲击条件的冲击响应谱进行等效性分析,对GJB 150.18A—2009中的冲击试验剪裁条件进行精细优化。结果 精细优化后,可有效改善冲击试验剪裁条件的工程实施精度。结论 获得了限带非均匀谱随机振动的3σ加速度响应谱,并基于此对GJB 150.18A—2009中的冲击试验剪裁条件进行了精细优化,对于装备合理剪裁冲击试验具有借鉴意义。

多点同步冲击响应谱试验技术初步研究

爆炸分离冲击环境是导致航天器产品发生故障的主要原因之一,航天器爆炸分离时以多个爆炸螺栓或切割锁点爆的方式进行分离,冲击源具有多源、同步的特点。现阶段试验室模拟爆炸分离冲击环境多以水平冲击台或垂直冲击台的方式开展,存在冲击量级不均匀及应力衰减问题。本文提出一种多点同步冲击模式,对多点同步冲击试验技术进行了探索,并对多点冲击模式下的冲击响应进行了初步分析。

冲击响应谱虚拟试验方法研究

本文旨在针对产品的冲击响应谱试验以及抗冲击强度设计分析需求,基于水平气动式冲击试验台开展有限元建模、冲击动力学仿真分析,提取结构的时域响应,再结合自主设计的冲击响应谱计算程序得到其响应谱,完成冲击响应谱虚拟试验系统搭建。研究分析不同模型参数对虚拟试验响应谱的影响,此方法能够合理有效的模拟水平式冲击试验台的试验过程,预示系统冲击响应。

冲击响应谱试验波形发生器的残余应力释放特性

针对冲击试验中试件连续冲击会使曲线产生较大偏差的现象,对冲击响应台的波形发生器的应力释放行为进行了有限元分析,并对波形发生器进行了冲击试验,改变波形发生器的静置时间,对比不同静置时间下的冲击波形,通过热处理的方式,加快波形发生器的形变回复,进而提高冲击试验的试验精度。研究可为今后对冲击响应谱试验波形发生器的研究和应用的参考提供了理论基础。

基于虚拟仪器测量分析的冲击响应谱试验机设计

冲击响应谱试验机可以对被测试品所受到的实际冲击环境进行比较真实的模拟,能够较好地解决经典波形冲击试验对被测试品所施加的过冲击现象。本文设计了一种基于虚拟仪器测量分析的冲击响应谱试验机,为冲击响应谱试验提供了设备支撑。

冲击响应谱试验规范述评

在冲击试验中 ,制定一个能真实地模拟爆炸冲击环境的试验规范是确保试验产品安全、真实地经受冲击环境考验的前提条件。本文阐述了冲击响应谱试验规范的起源 ,冲击响应谱的概念、算法及算法比较 。

一种冲击谱试验机的研制

目的研制冲击谱试验机 ,以考核航天产品耐受爆炸冲击环境的能力。方法采用有限元方法对跌落式冲击谱试验机的关键件谐振板的固有频率进行了设计计算 ,同时对整个系统在冲头的冲击力作用下的动态响应进行了计算机仿真研究 ,进而在仿真结果的指导下研制了冲击谱试验机。结果适当调整冲击力的大小、谐振板的固有频率以及板上、板下各类阻尼材料的阻尼特性 ,跌落式冲击谱试验机可以较好地实现对航天器爆炸冲击环境的模拟。结论实际测试曲线与计算机仿真结果的较好吻合 ,验证了仿真结果的有效性 ,从理论与实践上证明了用跌落式冲击谱试验机模拟航天器爆炸冲击环境的可行性。

航天器组件高量级冲击环境的一种评估方法

针对不同冲击响应谱下航天器组件的加速度和应变进行了测量和研究,分析了冲击响应谱频率对冲击力传递的影响,以及组件本身结构频率与冲击力传递的关系,按应变等效准则,提出了一个把组件冲击响应谱转化为冲击试验规范谱的方法。不同冲击响应谱的应变数据验证表明,该方法可以有效地把组件高量级的冲击响应谱转化为低量级的冲击试验规范条件,为航天器组件在高量级冲击下的影响评估和验证提供一条途径。

冲击谱试验装置仿真研究

该文从跌落式谐振板模拟装置设计原理出发 ,采用工程结构动态特性分析中常用的有限元方法对该装置的关键件谐振板的固有频率进行了设计计算 ,同时对整个系统在冲头的真实冲击力作用下的动态响应使用振型迭加法进行了计算机仿真研究。研究结果表明 :适当调整冲击力的大小、谐振板的固有频率以及板上、板下各类阻尼材料的阻尼特性 ,跌落式谐振板模拟装置可以较好地实现对航天器爆炸冲击环境的模拟。该文对现有同类装置的调试以及对利用同一设计原理进行的新装置的研制会有一定的指导作用。

整星减冲击装置设计及试验研究

减冲击装置可以有效降低基础对有效载荷的冲击,在航天领域内的有效载荷及箭体分离过程中应用广泛。建立了减冲击装置数学模型,设计优化了结构尺寸,并制作了减冲击环样机;在响应板式爆炸冲击台上开展了冲击试验,并对冲击数据进行了冲击响应谱分析。结果表明,所设计的减冲击装置满足指标要求,而且大幅衰减了冲击幅值;此外,讨论了阻尼层对结构动力学特性及减冲击特性的影响;减冲击环结构适用于航空航天冲击环境,也适用于各类导弹仪器舱的整体冲击隔离,具有广阔的应用前景。

冲击响应谱控制系统的开发

冲击响应谱试验规范已在航天产品的研制中被普遍采用,针对冲击响应谱试验规范的特点,研制开发了一套基于PC机下的冲击响应谱控制系统,包括系统的功能分析、组成、核心算法的研究、软件实现及试验结果等。解决了冲击响应谱控制系统研制中的两个关键问题,即根据规范生成时域驱动信号及依据响应实现谱控制,并通过自闭环和使用电动振动台联机试验两种方式验证了系统的有效性。

冲击响应谱试验参数的设置

与经典冲击相比,冲击响应谱试验可以更真实地模拟军用设备在使用和运输过程中所遇到的复杂冲击环境。文中介绍了冲击响应谱的基本概念,阐述了冲击响应谱试验参数的设置方法及同一参数不同设置对试验的影响。验证试验结果表明,按此方法进行试验参数设置可获得较高的冲击响应谱试验精度。

基于TRIZ矛盾矩阵法的冲击响应谱试验用夹具的设计与分析

目的采用TRIZ矛盾矩阵法研究振动台用冲击响应谱试验夹具设计方法,用以改进高量级冲击响应谱试验能力。方法通过TRIZ矛盾矩阵法建立振动台实现冲击响应谱试验的技术矛盾模型,采用动态仿真与真实试验相结合的方法设计可用于振动台的冲击响应谱试验夹具。结果试验结果表明设计的夹具可显著地提高振动台实现冲击响应谱试验量级。结论本文的研究结果为试验室模拟较高量级冲击响应谱试验提供了一种可控性好、成本低的试验方法,同时也证明了TRIZ理论对工程设计指导的有效性。

一种气动式冲击响应谱试验系统的设计与分析

大多数航天器单机产品都要求进行冲击响应谱试验,试验量级普遍为1000g^2000g,甚至超过3000g。对于较大质量(如50 kg以上)产品高量级的冲击试验,振动台、传统的摆锤式或跌落式冲击试验台均很难满足相关要求。文章研究并设计了一套能够进行大质量受试产品高量级冲击响应谱试验的气动冲击试验系统。该系统利用压缩空气瞬间释放膨胀推动质量块加速撞击具有多阶固有频率的谐振板,通过谐振板被激起的响应模拟复杂的衰减正弦波。测试结果表明,系统空载时冲击谱量级达8000g,负载200 kg时可达5000g,时域曲线为振荡衰减波,持续时间小于10 ms。文章提出的气动式冲击响应谱试验系统设计方法可为此类冲击试验系统的设计提供参考和理论依据。

活塞式压缩机振动测试研究

为了降低压缩机整机的振动烈度和加速度值,找到一种最佳的减振器。针对某型压缩机,在试验现场,进行了振动和噪声测试。分别选取BE-85,BE-160,BE-300等3种型号的橡胶减振器进行测试,测点取在了联接螺栓正上方。通过观察和比较压缩机振动指标,换上减振器后,4个测点振动加速度均被放大。经过FFT分析,发现振动能量主要集中在低频段。10-315Hz,315-1000Hz,10-8000 Hz 3个频段加速度级,满足要求,但振动烈度偏高。所得试验数据和分析结果对压缩机的动态设计、改造具有指导意义。

一种气动式冲击响应谱试验系统的研制

传统的摆锤式冲击台冲击能量小,可匹配的试验负载和可实现的试验量级都偏小,不能满足当前大型航天器高量级冲击试验需求,因此研制了一套能够进行大质量产品高量级冲击响应谱模拟试验的系统。文章给出该系统的设计原理和设计方法,包括采用双冲击气缸和双储气缸,以及冲击锤体自适应技术和台面复位技术。经测试,该气动式冲击响应谱试验系统各项技术指标均达到设计要求。

跌落试验数据采集及分析系统研究

针对跌落试验机使用中很少使用数据采集与分析的问题,提出并研究了一种解决方案,利用较少投入提升跌落试验机的应用范围和研究价值;完成了一种基于LabVIEW的包装试验虚拟仪器应用研究;总结了在数据采集、分析和存取以及人机交互方面所做的工作和取得的进展。

冲击谱中过试验和欠试验的控制

冲击谱是冲击试验中较为常用的方法,可以较为科学地模拟产品所经历的冲击环境。但如果加速度时间历程曲线与实际相差很大时,也存在过试验或欠试验的可能。提出了冲击谱中的一些限制性要求,通过对部分参数的控制及优化,使其与加速度时间历程曲线相接近,可以避免过试验或欠试验。