在线看国产精品黄v_国产精品粉嫩无码毛片_午夜好爽好舒服免费视频_国产成人69免费hd

一、概述

沖擊運(yùn)動(dòng)按時(shí)域特征可分為 3 類：脈沖型、階躍型和復(fù)雜振蕩型。持續(xù)時(shí)間比系統(tǒng)固有半周期短的沖擊稱為脈沖型沖擊，系統(tǒng)能量突變的沖擊（如受突變加力作用后引起的階躍運(yùn)動(dòng)）稱為階躍型沖擊，兩者皆屬于典型沖擊，一般產(chǎn)生在沖擊源處。而復(fù)雜振蕩型沖擊則主要是經(jīng)系統(tǒng)傳遞后產(chǎn)生的沖擊響應(yīng)運(yùn)動(dòng)。實(shí)際上經(jīng)常遇到?jīng)_擊運(yùn)動(dòng)中多數(shù)為復(fù)雜振蕩型。從頻域特征看，它們的頻率含量是相當(dāng)豐富的，理論上包含了0～+∞的頻率范圍。

沖擊試驗(yàn)是為了考核產(chǎn)品耐受沖擊環(huán)境的能力。它一方面應(yīng)盡量模擬和接近真實(shí)的環(huán)境，另一方面應(yīng)具有一定的重復(fù)性。對于較簡單的沖擊環(huán)境，可根據(jù)產(chǎn)品受到的實(shí)際沖擊環(huán)境，用與其相近的簡單脈沖在試驗(yàn)設(shè)備上做沖擊試驗(yàn)。對較為復(fù)雜的沖擊環(huán)境，要對沖擊激勵(lì)源做沖擊響應(yīng)譜分析，用相近沖擊響應(yīng)譜的簡單脈沖在試驗(yàn)設(shè)備上進(jìn)行試驗(yàn)。目前的發(fā)展趨勢是既要求沖擊響應(yīng)激勵(lì)相似，又要求沖擊的時(shí)間歷程相似。

二、機(jī)械沖擊試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

由于沖擊環(huán)境條件非常復(fù)雜，目前還未找到一種統(tǒng)一的試驗(yàn)方法。GJB 150、GJB 360、GJB 548、GB 2423、MIL-STD-810E 都對沖擊試驗(yàn)做出了詳細(xì)的規(guī)定。GJB 150《軍用設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)方法》提供了 4 種模擬沖擊的方法，共 10 種類型的沖擊試驗(yàn)。有的很原始，如運(yùn)輸中的沖擊試驗(yàn)、工作臺上的傾倒等。有的試驗(yàn)已較為科學(xué)地從沖擊激勵(lì)引起的失效機(jī)理、失效模式上模擬，如沖擊響應(yīng)譜試驗(yàn)。沖擊響應(yīng)譜的試驗(yàn)效果比較接近實(shí)際使用環(huán)境，在試驗(yàn)中能充分暴露沖擊環(huán)境造成的故障，因此，在標(biāo)準(zhǔn)中要求優(yōu)先采用。但由于缺少沖擊響應(yīng)譜的實(shí)測數(shù)據(jù)和缺少沖擊響應(yīng)譜模擬試驗(yàn)設(shè)備，所以，很多情況下不能采用沖擊響應(yīng)譜模擬，只能采用規(guī)定沖擊波形。由于產(chǎn)品所承受的沖擊是一種復(fù)雜的瞬態(tài)振動(dòng)，規(guī)定的半正弦波、后峰鋸齒波在實(shí)際中不可能模擬真實(shí)的沖擊振動(dòng)環(huán)境。

沖擊試驗(yàn)條件包含基本脈沖波形、峰值加速度、相應(yīng)的標(biāo)稱脈沖持續(xù)時(shí)間，相應(yīng)的速度變化量，以及這些參數(shù)的容差范圍，另外，還有施加沖擊的次數(shù)及沖擊方向等。

1.基本脈沖波形

GB/T 2423.5—1995 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了當(dāng)沖擊試驗(yàn)機(jī)及夾具裝上試驗(yàn)樣品時(shí)，在檢測點(diǎn)上所施加的沖擊脈沖應(yīng)為以下3種基本脈沖波形。

（1）半正弦脈沖

即正弦波的半個(gè)周期，如圖 1所示。半正弦波脈沖適用于模擬線性系統(tǒng)的撞擊或線性系統(tǒng)的減速所引起的沖擊效應(yīng)，如彈性結(jié)構(gòu)的撞擊等，這種波形在沖擊試驗(yàn)中最為常用。

圖1半正弦脈沖

注:--為標(biāo)稱脈沖線；—為容差范圍線；D—標(biāo)稱脈沖的持續(xù)時(shí)間；A—標(biāo)稱脈沖的峰值加速度；T1—用常規(guī)沖擊機(jī)產(chǎn)生沖擊時(shí)，對脈沖進(jìn)行監(jiān)測的最短時(shí)間；T2—用電動(dòng)振動(dòng)臺產(chǎn)生沖擊時(shí)，對脈沖進(jìn)行監(jiān)測的最短時(shí)間

（2）梯形脈沖。即具有短的上升和下降時(shí)間的對稱四邊形，如圖 2所示。梯形脈沖能在較寬的頻譜上比半正弦脈沖產(chǎn)生更高的響應(yīng)。如果試驗(yàn)的目的是模擬諸如空間探測器或衛(wèi)星爆炸螺栓所引起的沖擊環(huán)境的效應(yīng)，便可采用這種沖擊波形。

圖2 梯形脈沖

注:--為標(biāo)稱脈沖線；—為容差范圍線；D—標(biāo)稱脈沖的持續(xù)時(shí)間；A—標(biāo)稱脈沖的峰值加速度；T1—用常規(guī)沖擊機(jī)產(chǎn)生沖擊時(shí)，對脈沖進(jìn)行監(jiān)測的最短時(shí)間；T2—用電動(dòng)振動(dòng)臺產(chǎn)生沖擊時(shí)，對脈沖進(jìn)行監(jiān)測的最短時(shí)間

（3）后峰鋸齒形脈沖。即具有短的下降時(shí)間的不對稱三角形，如圖 3所示。后峰鋸齒形脈沖與半正弦和梯形脈沖相比，更具有均勻的響應(yīng)譜。

圖3 后峰鋸齒脈沖

注:--為標(biāo)稱脈沖線；—為容差范圍線；D—標(biāo)稱脈沖的持續(xù)時(shí)間；A—標(biāo)稱脈沖的峰值加速度T1—用常規(guī)沖擊機(jī)產(chǎn)生沖擊時(shí)，對脈沖進(jìn)行監(jiān)測的最短時(shí)間；T2—用電動(dòng)振動(dòng)臺產(chǎn)生沖擊時(shí)，對脈沖進(jìn)行監(jiān)測的最短時(shí)間

標(biāo)準(zhǔn) GJB 150.18 規(guī)定了半正弦波和后峰鋸齒波兩種基本脈沖波形，如圖 4和圖5所示。

圖4 GJB150.18半正弦沖擊脈沖波形及容差

圖5 GJB150.18后峰鋸齒沖擊波形及容差

GJB 360.23也同樣規(guī)定了兩種沖擊試驗(yàn)時(shí)的兩種基本波形，如圖6和圖7所示。

圖6 GJB 360.23半正弦沖擊脈沖容差

注:A—理想半正弦脈沖的最大加速度；D—理想半正弦脈沖持續(xù)時(shí)間；Vi—理想半正弦脈沖速度變化值；V—實(shí)測沖擊試驗(yàn)脈沖的速度變化值

圖7 GJB 360.23后峰鋸齒形脈沖容差范圍

注:A—理想鋸齒形脈沖的最大加速度；D—理想鋸齒形脈沖持續(xù)時(shí)間；Vi—理想鋸齒形脈沖速度變化值；V—實(shí)測沖擊試驗(yàn)脈沖的速度變化值

2.沖擊試驗(yàn)的嚴(yán)酷等級

GB/T 2423.5—1995 中給出了脈沖波形和試驗(yàn)嚴(yán)酷等級，試驗(yàn)時(shí)可選用其中的一種脈沖波形和表 1給定的一種嚴(yán)酷等級和相應(yīng)的速度變化量。

表1 脈沖的加速度和持續(xù)時(shí)間（GB/T 2423.5—1995）

GJB 150.18 給出的嚴(yán)酷等級見表 2。當(dāng)做墜撞安全試驗(yàn)時(shí)，其嚴(yán)酷等級見表 3。當(dāng)做強(qiáng)沖擊試驗(yàn)時(shí)，其嚴(yán)酷等級見表4。

表2 脈沖加速度和持續(xù)時(shí)間（GJB 150.18）

注：① 速度變化量由沖擊脈沖波形積分求得。積分時(shí)間從脈沖前0.4D到脈沖后0.1D止，D為沖擊脈沖持續(xù)時(shí)間。② 若設(shè)備僅安裝在卡車或拖車上，可使用20g的峰值加速度。③ 裝在減震器上質(zhì)量小于150kg的飛行器設(shè)備應(yīng)優(yōu)先選用后峰鋸齒波。

表3 做墜撞安全試驗(yàn)時(shí)的嚴(yán)酷等級（GJB 150.18）

注：① 速度變化量由沖擊脈沖波形積分求得。積分時(shí)間從脈沖前0.4D到脈沖后0.1D止，D為沖擊脈沖持續(xù)時(shí)間。② 裝在減震器上質(zhì)量小于150kg的飛機(jī)設(shè)備應(yīng)優(yōu)先選用后峰鋸齒波。

表4 做強(qiáng)沖擊試驗(yàn)時(shí)的嚴(yán)酷等級（GJB 150.18）

注：① 速度變化量由沖擊脈沖波形積分求得。積分時(shí)間從脈沖前0.4D到脈沖后0.1D止，D為沖擊脈沖持續(xù)時(shí)間。② 裝在減震器上質(zhì)量小于150kg的飛行器設(shè)備應(yīng)優(yōu)先選用后峰鋸齒波。

GJB 360.23 給出的脈沖加速度和持續(xù)時(shí)間沖擊試驗(yàn)嚴(yán)酷等級見表5。

表5 脈沖加速度和持續(xù)時(shí)間（GJB 360.23）

注：試驗(yàn)條件D、E、F原則上只適用于半導(dǎo)體器件

GJB 548給出的嚴(yán)酷等級見表6。

表6 脈沖加速度和持續(xù)時(shí)間（GJB 548）

三、機(jī)械沖擊試驗(yàn)方法

目前，沖擊試驗(yàn)方法，主要有以下3種：

（1）標(biāo)準(zhǔn)脈沖沖擊試驗(yàn)方法

這種方法是事先規(guī)定一種沖擊脈沖波形，并規(guī)定了各種脈沖波形的公差帶。然后按照規(guī)定的脈沖波形的峰值加速度、脈沖持續(xù)時(shí)間、脈沖次數(shù)等來進(jìn)行各種嚴(yán)酷等級的沖擊試驗(yàn)。

由于這種沖擊脈沖在實(shí)驗(yàn)室里用試驗(yàn)設(shè)備比較容易產(chǎn)生，而且用這種方法能夠比較好地模擬產(chǎn)品在實(shí)際使用環(huán)境中因沖擊所造成的機(jī)理性損傷，因此，目前國內(nèi)外廣泛采用了這種試驗(yàn)方法。如國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)IEC 68—2—27Ea《沖擊試驗(yàn)方法》、IEC 68—2—29Eb：《碰撞試驗(yàn)方法》和國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2423.5—95Ea：《沖擊試驗(yàn)方法》、GB/T 2423.6—95Eb：《碰撞試驗(yàn)方法》、GJB 360.23—87：《沖擊（規(guī)定脈沖）試驗(yàn)方法》GJB 150.18—86《沖擊試驗(yàn)方法》等。

（2）沖擊響應(yīng)譜試驗(yàn)方法

沖擊響應(yīng)譜通常簡稱“沖擊譜”，它是工程中廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要概念。國際電工委員會（IEC）、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）所屬的技術(shù)委員會，以及我國的國家標(biāo)準(zhǔn)，都已經(jīng)把沖擊譜作為規(guī)定沖擊環(huán)境的方法之一。這是一種比較新的、科學(xué)合理的試驗(yàn)方法。這種方法是用沖擊響應(yīng)譜來表達(dá)沖擊運(yùn)動(dòng)對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的影響，也就是沖擊響應(yīng)譜來研究沖擊運(yùn)動(dòng)對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的損傷能力。它在確定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度方面是十分有用的。

這一試驗(yàn)方法在隨機(jī)振動(dòng)臺上能夠比較容易、方便地進(jìn)行。國外工業(yè)比較發(fā)達(dá)的國家早已采用了“規(guī)定一種沖擊譜”的試驗(yàn)方法來進(jìn)行沖擊試驗(yàn)。國內(nèi)有些單位前期對“規(guī)定一種沖擊譜”的試驗(yàn)方法也做了一定的工作。目前正在積極推廣這種試驗(yàn)方法。

（3）特種沖擊試驗(yàn)方法

這種方法是將沖擊機(jī)的結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求、操作方法、運(yùn)動(dòng)形式和試樣的安裝方式等用規(guī)范的形式規(guī)定下來，操作者只要遵照規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行工作，完成規(guī)范中的試驗(yàn)程序，就算試驗(yàn)結(jié)果達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求。這一試驗(yàn)方法主要用于艦船上所用的電機(jī)、電器和電子設(shè)備進(jìn)行沖擊試驗(yàn)。因?yàn)榕灤纤玫碾姍C(jī)、電器和電子設(shè)備一般的體積、質(zhì)量都比較大，若用上述兩種方法進(jìn)行試驗(yàn)，要受到試樣體積、質(zhì)量的限制，對試驗(yàn)結(jié)果會產(chǎn)生很大的影響，所以，規(guī)定一種規(guī)范形式的試驗(yàn)方法就比較方便。

這三種試驗(yàn)方法中標(biāo)準(zhǔn)脈沖試驗(yàn)方法被廣泛使用，在今后相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)還要使用。沖擊響應(yīng)譜試驗(yàn)方法是一種先進(jìn)的、科學(xué)合理的試驗(yàn)方法，它不僅能考核試樣試驗(yàn)時(shí)的峰值加速度、脈沖持續(xù)時(shí)間、脈沖波形的準(zhǔn)確程度，而且對試樣本身的機(jī)械特性也可進(jìn)行考驗(yàn)。所以，它是今后發(fā)展的趨勢所要求的一種比較理想的試驗(yàn)方法。特種沖擊試驗(yàn)方法作為標(biāo)準(zhǔn)來對產(chǎn)品進(jìn)行沖擊試驗(yàn)的形式有一定的局限性，但目前國內(nèi)外仍在使用這一試驗(yàn)方法對大型產(chǎn)品和艦船設(shè)備作沖擊試驗(yàn)。

1.機(jī)械沖擊標(biāo)準(zhǔn)波形

不同材料、結(jié)構(gòu)的物體受沖擊時(shí)產(chǎn)生的沖擊脈沖是不同的，在試驗(yàn)室內(nèi)較容易產(chǎn)生的沖擊波形有半正弦、矩形波、后峰鋸齒波等。進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的沖擊環(huán)境選擇最接近真實(shí)情況的沖擊波形、持續(xù)時(shí)間和峰值等參數(shù)。

為保證沖擊試驗(yàn)的同一性和試驗(yàn)的再現(xiàn)性，保證在不同的試驗(yàn)室，不同設(shè)備、不同人員按相同的技術(shù)條件要求對同一產(chǎn)品進(jìn)行沖擊試驗(yàn)有相同的結(jié)果，各種標(biāo)準(zhǔn)如 GJB 150、GJB 360、GB 2423、MIL-STD-810E 都對沖擊試驗(yàn)做出了詳細(xì)的規(guī)定。GJB 150 規(guī)定了兩種沖擊波形：半正弦波、后峰鋸齒波，如圖8所示。GJB 150試驗(yàn)時(shí)，實(shí)際各種沖擊脈沖速度變化的容差應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)值的±10%內(nèi)，實(shí)際沖擊脈沖速度計(jì)算應(yīng)從脈沖前0.4D積分到脈沖后的0.1D，其中D是標(biāo)稱脈沖持續(xù)時(shí)間。

圖8 GJB 150規(guī)定的沖擊波形及容差

（1）半正弦波沖擊脈沖。半正弦波沖擊脈沖可以用一個(gè)時(shí)間的連續(xù)函數(shù)描述：

其頻域表達(dá)式為

求得其幅值譜為

半正弦波的時(shí)域波形和幅值譜如圖9所示。

圖9 半正弦波時(shí)域波形和幅值譜

（2）后峰鋸齒波沖擊脈沖。后峰鋸齒波沖擊脈沖可以用一個(gè)時(shí)間的連續(xù)函數(shù)描述：

其頻域表達(dá)式為

后峰鋸齒波的時(shí)域波形和幅值譜如圖10所示。

圖10 后峰鋸齒波的時(shí)域圖和頻域圖

2.沖擊響應(yīng)譜

沖擊響應(yīng)譜（Shock Response Spectrum）通常簡稱為“沖擊譜”，沖擊譜是指一系列單自由度質(zhì)量阻尼系統(tǒng)，當(dāng)其公共基礎(chǔ)受到?jīng)_擊激勵(lì)時(shí)各單自由度（SDOF）系統(tǒng)產(chǎn)生的響應(yīng)峰值作為單自由度系統(tǒng)固有頻率的函數(shù)繪出的曲線。簡單來說，就是在笛卡兒坐標(biāo)系下以單自由度系統(tǒng)的固有頻率為橫坐標(biāo)，以其響應(yīng)峰值為縱坐標(biāo)繪制而成的曲線。沖擊譜是對設(shè)備實(shí)施抗沖擊設(shè)計(jì)的分析基礎(chǔ)，也是控制產(chǎn)品沖擊環(huán)境模擬試驗(yàn)的基本參數(shù)。由定義可知，沖擊譜是單自由度系統(tǒng)受沖擊作用后所產(chǎn)生的響應(yīng)運(yùn)動(dòng)在頻域中的特性描述。它不同于沖擊源的傅里葉頻譜，其區(qū)別在于：傅里葉頻譜僅僅研究沖擊源本身在頻域中的能量分布屬性，只是沖擊源函數(shù)在頻域中的展開，它不涉及任何一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的響應(yīng)。雖然沖擊頻譜與傅里葉頻譜兩者都是頻率的函數(shù)，但有著明顯的區(qū)別。

沖擊響應(yīng)譜只是響應(yīng)幅值與頻率的關(guān)系曲線，相位信息不存在于沖擊響應(yīng)譜中，由沖擊響應(yīng)譜不能復(fù)現(xiàn)原來的沖擊波形，而不同的沖擊波形可以產(chǎn)生相同的沖擊響應(yīng)譜。

（1）沖擊響應(yīng)譜分類

沖擊響應(yīng)譜按照響應(yīng)峰值取法不同分為以下幾種。

① 初始響應(yīng)譜：在沖擊持續(xù)作用時(shí)間范圍內(nèi)出現(xiàn)的最大響應(yīng)峰值與系統(tǒng)固有頻率之間的關(guān)系，簡稱“主譜”。

② 剩余響應(yīng)譜：在沖擊持續(xù)作用完結(jié)之后的時(shí)間范圍內(nèi)出現(xiàn)的最大響應(yīng)峰值與系統(tǒng)固有頻率之間的關(guān)系，簡稱“余譜”。

③ 最大響應(yīng)譜：在整個(gè)響應(yīng)過程中的最大響應(yīng)峰值與系統(tǒng)固有頻率之間的關(guān)系，即“主譜”和“余譜”的包絡(luò)譜。當(dāng)此最大響應(yīng)值為絕對值最大時(shí)，稱為絕對最大響應(yīng)譜。

④ 最小響應(yīng)譜：在整個(gè)響應(yīng)過程中的最大響應(yīng)峰值與系統(tǒng)固有頻率之間的關(guān)系。

（2）沖擊響應(yīng)譜模擬試驗(yàn)方法

采用典型沖擊波形模擬的試驗(yàn)方法雖簡單，但有其固有的缺點(diǎn)，這是因?yàn)槌b跌落或飛機(jī)著陸沖擊且在震源附近的波形近似典型脈沖外，其余多半屬復(fù)雜振蕩型沖擊。這時(shí)用半正弦波等模擬就過于保守，表現(xiàn)在兩方面，即由于半正弦等脈沖的譜不能很好地模擬實(shí)際譜造成低頗部分過度試驗(yàn)，以及因時(shí)間歷程不同使半正弦等脈沖沖擊的速度峰值遠(yuǎn)高于實(shí)際振蕩型沖擊，如圖11所示。

圖11 實(shí)驗(yàn)、理論半正弦譜與外場實(shí)測譜的比較

如前所述，由于沖擊響應(yīng)譜忽略了相位關(guān)系，它與沖擊波形無對應(yīng)關(guān)系，這為沖擊譜模擬創(chuàng)造了有利條件，即可選用任何便于實(shí)現(xiàn)的波形去匹配要求的沖擊譜。也就是說，只要給出了沖擊輸入，無論它是標(biāo)準(zhǔn)加速度沖擊脈沖還是圖形一數(shù)據(jù)庫表示的瞬態(tài)沖擊過程，都可以求解獲得與其對應(yīng)的沖擊譜。如果使受控裝置上的被試樣品因受激勵(lì)而響應(yīng)，且其響應(yīng)包絡(luò)了給定的沖擊譜，那么，表明這種受控模擬方法與實(shí)際沖擊環(huán)境有著相同的作用效果，這便是本模擬方法的基本思想。

模擬譜的方法有兩種：一是正弦掃描法，二是瞬態(tài)波組合法。前者可充分利用傳統(tǒng)的正弦激勵(lì)及模擬式控制設(shè)備，后者則主要靠數(shù)控振動(dòng)系統(tǒng)方可實(shí)現(xiàn)。用跌落沖擊試驗(yàn)機(jī)增加某些彈簧質(zhì)量即所謂程序器，也可產(chǎn)生瞬態(tài)波形來滿足沖擊譜規(guī)范，雖精度有限，但仍不失為一種經(jīng)濟(jì)可行的方法，如表7所示。

表7 沖擊響應(yīng)譜模擬方法一覽表

利用振動(dòng)臺完成沖擊試驗(yàn)的好處是節(jié)省了激勵(lì)設(shè)備、夾具，縮短了試驗(yàn)周期，主要缺點(diǎn)是受到振動(dòng)系統(tǒng)能力的限制，如最大位移限、速度限、加速度限和最大推力值等。

(3)爆炸沖擊環(huán)境模擬試驗(yàn)方法

用沖擊響應(yīng)譜來描述爆炸沖擊，目前通用的試驗(yàn)規(guī)范是給定一定頻率范圍內(nèi)所對應(yīng)的沖擊響應(yīng)譜值，且沖擊響應(yīng)譜值有一定的容差要求；對時(shí)域信號有一定的持續(xù)時(shí)間要求，爆炸沖擊環(huán)境的持續(xù)時(shí)間要求是≤20ms，對時(shí)域信號的峰值大小沒有確定要求。

爆炸沖擊環(huán)境的模擬比較復(fù)雜，試驗(yàn)設(shè)備的類型也較多，且沒有統(tǒng)一的設(shè)備計(jì)量國家標(biāo)準(zhǔn)。目前，航天沖擊響應(yīng)譜規(guī)范試驗(yàn)室模擬，通用設(shè)備有電動(dòng)振動(dòng)臺和機(jī)械式試驗(yàn)機(jī)兩大類，其中機(jī)械式試驗(yàn)機(jī)主要有諧振板式?jīng)_擊譜機(jī)和擺錘式?jīng)_擊譜機(jī)兩種。

由于用電動(dòng)振動(dòng)臺進(jìn)行爆炸沖擊環(huán)境模擬有一定的局限性，主要是振動(dòng)臺產(chǎn)生的沖擊加速度幅值有限制，而且沖擊響應(yīng)譜模擬要求電動(dòng)振動(dòng)臺在 20ms 內(nèi)發(fā)出一個(gè)強(qiáng)電流，這對功放及振動(dòng)臺臺體可能造成一定的損傷，因此，目前試驗(yàn)室進(jìn)行沖擊響應(yīng)譜規(guī)范模擬大多采用諧振板式?jīng)_擊譜試驗(yàn)機(jī)和擺錘式?jīng)_擊譜試驗(yàn)機(jī)。

在試驗(yàn)室進(jìn)行沖擊響應(yīng)譜模擬試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)用電動(dòng)機(jī)振動(dòng)臺和用機(jī)械式試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行模擬還是有差異的，雖然都可以達(dá)到?jīng)_擊響應(yīng)譜滿足試驗(yàn)要求，但時(shí)域差異較大，主要是時(shí)域長短和峰值加速度值差異大，一般情況是，用機(jī)械式?jīng)_擊機(jī)模擬的時(shí)域較短（＜10ms），峰值加速度值較高，而用電動(dòng)振動(dòng)臺模擬時(shí)域相對長（< 20ms），峰值加速度值比機(jī)械式模擬低。對于低量級（譜 600g 以下）的沖擊響應(yīng)譜模擬，這種差異略小，而對于高量級（譜 800g 以上）的沖擊響應(yīng)譜模擬，這種差異較大，用諧振板式?jīng)_擊譜試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行模擬時(shí)的時(shí)域加速度峰值，有時(shí)是用電動(dòng)振動(dòng)臺進(jìn)行模擬時(shí)的2～3倍。

對于高量級（譜 800g 以上）的沖擊響應(yīng)譜模擬，目前試驗(yàn)室模擬主要采用機(jī)械式試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行，也有用響應(yīng)放大裝置在電動(dòng)振動(dòng)臺上實(shí)現(xiàn)模擬；而低量級（譜 600g 以下）的沖擊響應(yīng)譜模擬，試驗(yàn)室模擬可根據(jù)設(shè)備條件選用電動(dòng)振動(dòng)臺或機(jī)械式試驗(yàn)機(jī)兩種方式。

(4)高速撞擊沖擊環(huán)境模擬試驗(yàn)方法

現(xiàn)代設(shè)備系統(tǒng)中電子設(shè)備的比重越來越大，它們對沖擊和加速度都非常敏感，所以，任何現(xiàn)代設(shè)備的發(fā)展都要解決大量與沖擊載荷有關(guān)的問題，如發(fā)射、分離、減速回收、終點(diǎn)撞擊和爆炸性能等。對于這種高能沖擊，前述方法已不適用，必須采用空氣炮、火藥炮等方法。這里主要介紹空氣炮的試驗(yàn)方法及應(yīng)用領(lǐng)域。

空氣炮作為一種加載工具，因?yàn)榫哂兄貜?fù)性好，安全性高、操作維護(hù)較方便的優(yōu)點(diǎn)?？諝馀谟筛邏簹馐摇⑨尫艡C(jī)構(gòu)、發(fā)射身管、炮彈和回收裝置等組成，圖 12所示為其原理圖。該空氣炮口徑為 100mm，發(fā)射管有效長度為 6.2m，氣室容積約為 0.03592m3。發(fā)射時(shí)先通過快速釋放機(jī)構(gòu)打開閥門，氣體壓力直接作用到彈丸底部，彈丸被加速直到撞擊彈載加速度存儲測試裝置，改變碰撞接觸面機(jī)制氈墊的軟硬程度和厚度（不超過 30mm），可以產(chǎn)生不同加速度幅值a0，持續(xù)時(shí)間μ0（脈寬）的加速度信號，以模擬彈體撞擊硬目標(biāo)過程中初始段的負(fù)向加速度。

為了吸收碰撞后的剩余能量，采用類似火炮反后座裝置的技術(shù)，設(shè)計(jì)制造了液氣緩沖裝置，利用液體高速通過小孔產(chǎn)生的阻力和能量消耗，來吸收碰撞結(jié)束后炮彈和測試裝置的剩余能量。

圖12 沖擊試驗(yàn)?zāi)M裝置原理示意圖

空氣炮的應(yīng)用領(lǐng)域主要如下。

（a）撞擊研究試驗(yàn)

如火箭彈頭在不同入射角、靶面、撞擊速度和質(zhì)量下的撞擊性能研究（并可模擬彈頭自旋）；彈頭部件的撞擊環(huán)境考核。

（b）彈射模擬試驗(yàn)

氣炮在武器彈射環(huán)境模擬方面用于彈射功能研究、重要部件的考核。彈藥在炮管內(nèi)加速到最大速度相當(dāng)于氣流速度和釋放速度。

（c）火箭發(fā)動(dòng)機(jī)信號模擬試驗(yàn)

可模擬火箭的加速度時(shí)間歷程，代替真實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火來研究保險(xiǎn)、裝藥、引信、控制裝置及其他子系統(tǒng)的性能。這類信號通常是近似梯形或半正弦的波形，其峰值為4900～98000m/s2，持續(xù)時(shí)間為5～30ms，上升時(shí)間為3ms。

（d）飛行減速（后座）載荷模擬試驗(yàn)

用于模擬彈射后的減速飛行載荷以研究它對關(guān)鍵部件性能的影響，試件裝在特殊設(shè)計(jì)的彈殼內(nèi)以保證載荷作用方向與真實(shí)使用方向一致，這種試驗(yàn)的炮管要比較長，以達(dá)到所需的持續(xù)時(shí)間。例如，為實(shí)現(xiàn)持續(xù)時(shí)間為 330ms（試件質(zhì)量為15kg）的減速載荷試驗(yàn)，需具有炮管為1m、口徑為225mm的雙膛（雙壓力室）的空氣炮。

（e）爆炸分離沖擊模擬試驗(yàn)

爆炸螺栓是最常用的火箭級間分離裝置，分離后的爆炸螺栓頭撞擊在保護(hù)盒上會產(chǎn)生高頻沖擊。可用氣炮模擬螺栓頭的質(zhì)量及撞擊速度代替真實(shí)爆炸螺栓研究高頻沖擊對設(shè)備的影響。

（f）材料抗撞擊性能的試驗(yàn)研究

用氣炮發(fā)射具有給定幾何、物理及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的彈體撞擊給定的材料制成的靶面，可進(jìn)行不同撞擊條件下材料的撞擊性能研究和改進(jìn)。例如，航天飛機(jī)在發(fā)射前，因低溫液氫液氧加注后會使大氣中的水蒸氣在箱體上凝成一層厚冰殼。發(fā)射時(shí)，碎落的冰殼會撞擊在機(jī)身的防熱瓦上引起各部位防熱瓦產(chǎn)生不同程度的損傷，為此可利用氣炮發(fā)射長為8.75cm、直徑為2.2cm的柱狀彈體，該彈體為橘黃色的水凍質(zhì)地，以模擬實(shí)際碎冰塊并便于觀察。