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解决方案

根据MIL-STD-810G进行冲击响应谱试验

发布日期: 2013-08-15

一、概述

正如MIL-STD-810G中所描述,冲击试验的目的主要有以下三点:

1,设备在运输和使用环境中都会遇到不常发生的非重复的冲击,冲击试验即是为设备在结构和功能上能够承受这类冲击提供一定的置信度。也用于评估设备在承受了这类冲击破坏之后的完整性。

2,确定设备的易损性,以便设计合适的包装来保护设备的结构和功能的完整性。

3,测试可能会有碰撞的平台上的固定装置的强度。

如果我们的设备或产品需要以上三个方面的考虑,则需要进行冲击响应谱试验。

二、冲击响应谱试验的参考谱

进行冲击响应谱试验,都需要确定试验所需的参考谱。一般试验参考谱通过测量数据得到。在没有测量数据的情况下,则以MIL-STD-810G中建议的参考谱进行试验。

若有试验数据,根据MIL-STD-810G中所描述,冲击响应谱的试验参考谱(目标谱)可以通过以下方式得到:

(1)设备运行时测量得到的时域数据

(2)相似的动力环境标准按比例测量

(3)预测得到的数据

(4)以上几部分的综合

根据MIL-STD-810G中所描述,试验中导出SRS和Te(波形持续时间)的方法从好到坏按以下顺利排列:

(1)有测量数据,在振动台波形控制下通过直接再现测量数据的方式来产生冲击。

(2)有测量数据,通过一个复杂瞬态的方式来合成冲击,确保测量的Te近似于试验的Te,测量的波形类似于合成波形,即振幅和零交叉的相似性。

(3)没有测量数据,但有上述的SRS估计,通过一个具有特定Te的复杂瞬态方式来合成冲击。这个Te是通过考虑装备的固有频率切片的一些合理方法来确定的。

(4)没有测量数据,但有用于复现冲击的经典冲击描述。(除非在分析算法中证实使用这些脉冲是合理的,否则使用经典脉冲是不能接受的)。

若我们有测量数据,则冲击响应谱的设置较为简单。使用SCS-8振动控制仪,打开VibTest软件,选择冲击响应谱试验功能,再点击“试验编辑”选项,打开“试验编辑”对话框,在对话框中,可以以表格的形式定义参考谱,在对话框上部实时更新并显示所设置的参考谱。

此方案中,我们主要介绍,在没有测量数据有情况下,如何进行地面装备功能试验、飞行装备坠撞事故试验。没有测量数据有情况下,地面装备坠撞事故试验相关的设置也类似,就不再详述。

根据MIL-STD-810G的要求,在没有测量数据时,我们按照如表1和图1所要求进行冲击响应谱试验。

表1 没有测量数据时使用的冲击响应谱

试验类型

加速度峰值(g’s)

持续时间(ms)

交越点频率(Hz)

飞行装备功能试验

20

15~23

45

地面装备功能试验

40

15~23

45

飞行装备坠撞事故试验

40

15~23

45

地面装备坠撞事故试验

75

8~13

80

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图1 没有测量数据时使用的试验SRS

三、如何在SCS-8振动控制仪中设置各参数

1, 冲击响应谱参数的设置

根据MIL-STD-810G中所要求,设置冲击响应谱参数,使用SCS-8振动控制仪,打开VibTest软件,选择冲击响应谱试验功能,再点击“试验编辑”选项,如图2所示编辑冲击响应谱,设置成与表1和图1中的要求一致。

http://www.dtc-solutions.cn/file/201381611283839563.gif

图2 冲击响应谱参数设置

2,设置持续时间等参数

MIL-STD-810G标准中规定,地面装备功能试验、飞行装备坠撞事故试验的持续时间为15~23ms,设置持续时间在其中。在“试验编辑”对话框中,选择“分析参数”选项,设置持续时间等参数。特别值得注意的是,VibTest可以提供“Te优化”和“加速度优化”两种优化方式供用户选择,目前为止很少有控制仪能提供“Te优化”,而不能提供“Te优化”的振动控制仪一般都不能合成标准要求的如此短的持续时间的冲击响应谱。在VitTest中持续时间和优化方式的设置如图3所示。

http://www.dtc-solutions.cn/file/201381611311930770.gif

图3 设置持续时间等参数

3,冲击响应谱合成

在“试验编辑”对话框,选择“小波参数”以合成与目标参考谱重合度较好的谱线。通过点击“初始化”、“单次优化”等按钮,进行冲击响应谱的合成。合成的冲击响应谱曲线与目标谱线重合度较好时即可。如图4所示。

http://www.dtc-solutions.cn/file/201381611345881813.gif

图4 合成冲击响应谱

四、试验结果

  设置好各参数后,再需要按照试验现场情况,设置传感器参数和振动台参数等。在VibTest软件中点击“通道编辑”,即可进行传感器参数的设置,电荷、ICP型传感器都可直接接入。SCS系列振动控制仪即可用于电动振动台的控制,也可用于液压振动台的控制。设置好传感器和振动台等相关参数后,即可开始进行试验。试验效果如图5所示。

http://www.dtc-solutions.cn/file/201381611362752557.gif

图5 试验效果