冲击试验摹拟概论

　　冲击响应谱试验规范环境适应性和可靠性（1）谐振板式冲击谱试验机谐振板式冲击谱试验机的基本原理是：冲击锤对板的激励是垂直落下的（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，调整冲击力的作用效果，使板被激起的响应近似于复杂的衰减正弦波，若此响应对应的冲击响应谱值与要求的规范谱值一致，则可认为固定在板上的试验样品经受了爆炸冲击环境试验。

　　（2）摆锤式冲击谱试验机摆锤式冲击谱试验机的基本原理是：冲击锤对台体的激励是摆锤撞击式的（激励点在台体的侧面），冲击锤撞击台体时，台体在此激励的作用下产生瞬态振动，若此时台体上的响应对应的冲击响应谱值与要求的规范谱值一致，将试验样品装在台体上，就可认为样品经受了冲击环境试验［4］。

　　（3）电动振动台电动振动台模拟爆炸冲击环境的基本原理是：使用各种不同的波形组合来实现冲击响应谱模拟。冲击响应谱反映的是线性单自由度系统固有频率与系统受到冲击时所产生的*大响应之间的关系，其间不包含激励与响应之间的相位信息，因此，冲击时域波形和冲击响应谱之间不存在**的对应关系。不同的冲击时域波形可以有相同的冲击响应谱，同一冲击响应谱可以对应多个冲击时域波形。用振动台进行冲击响应谱模拟的实质就是利用冲击响应谱时域合成的不**性，人为地产生一种冲击时域波形，使其能够匹配规定的冲击响应谱。

　　由于用电动振动台进行爆炸冲击环境模拟有一定的局限性，主要是振动台产生的冲击加速度幅值有限制，而且冲击响应谱模拟要求电动振动台在20ms内发出一个强电流，这对功放及振动台台体可能造成一定的损伤，因此，目前试验室进行冲击响应谱规范模拟大多采用谐振板式冲击谱试验机和摆锤式冲击谱试验机。

　　不同试验设备实现冲击响应谱模拟的差异在试验室进行冲击响应谱模拟试验时，我们发现用电动机振动台和用机械式试验机进行模拟还是有差异的，虽然都可以达到冲击响应谱满足试验要求，但时域差异较大，主要是时域长短和峰值加速度值差异大，一般情况是，用机械式冲击机模拟的时域较短（<10ms），峰值加速度值较高，而用电动振动台模拟时域相对长（<20ms），峰值加速度值比机械式模拟低。对于低量级（谱600g以下）的冲击响应谱模拟，这种差异略小，而对于高量级（谱800g以上）的冲击响应谱模拟，这种差异较大，用谐振板式冲击谱试验机进行模拟时的时域加速度峰值，有时是用电动振动台进行模拟时的2～3倍。

　　对于高量级（谱800g以上）的冲击响应谱模拟，目前试验室模拟主要采用机械式试验机进行，也有用响应放大装置在电动振动台上实现模拟；而低量级（谱600g以下）的冲击响应谱模拟，试验室模拟可根据设备条件选用电动振动台或机械式试验机两种方式。

　　问题讨论（1）在试验室进行冲击响应谱模拟，采用等效损伤模拟原理，即应使对产品造成的损伤及故障与冲击环境的影响相当。

　　（2）无论电动振动台还是机械式冲击谱机都可以有效模拟冲击响应谱，但是目前对冲击响应谱试验系统没有一个统一的计量标准，加之现行航天冲击响应谱规范的谱值容差较大（±6dB），而对时域信号（*大峰值）没有明确的容差要求，因此对模拟结果的控制也很难做到象振动试验（正弦、随机）模拟控制的精度。