亚太计量规划组织低g值冲击加速度研究性国际比对

2013年8月至2014年12月,中国计量科学研究院作为主导实验室,组织4个实验室参加了亚太计量规划组织低g值冲击加速度研究性比对。这次比对参比的测量装置包括2种基本类型的低g值冲击激励方式的激光绝对法测量系统。第一类基于半正弦冲击加速度波形比对的加速度范围为500m/s2至5000m/s²,冲击脉宽为0.5ms至5ms;第二类基于正弦冲击加速度波形比对的加速度为1000m/s²,冲击脉宽为0.03ms至0.2ms。比对结果表明,各参比实验室测量结果与比对参考值的偏差小于相应的等效不确定度。     

冲击加速度校准中微分过程及峰值滤波的问题讨论EI北大核心CSCD

针对于激光干涉法冲击加速度校准中,微分运算之前的滤波问题,进行了实验研究,提出了一种基于冲击速度曲线阶跃上升时间参数为基础的,局域平均滤波差分方式,实现了冲击速度的获取。从而避免了ISO相关标准中基于冲击加速度波形脉宽调控滤波器截止频率的不便之处,并对参数的取值范围进行了实验研究。通过与ISO标准方法的对比实验,验证了该数据处理方法可获得的峰值更高些,可以高10%~20%左右。在不同传感器上所作的实验验证了该方法的有效性与可行性,为冲击加速度的计算提供了另外一种有效实用的数据处理方式。     

侵彻过载曲线特征参量数值模拟研究

针对侵彻运动过程中加速度过载曲线的特征参量与试验条件、参数、环境等密切相关的问题,提出用ANSYS/LS-DYNA数值模拟研究侵彻过载曲线特征,以及侵彻过程中弹丸初速、靶板厚度、侵彻介质对侵彻加速度波形的影响,分析这些因素与波形峰值、脉宽、上升时间等特征参量的对应关系,为侵彻过程分析提供一定的参考。     

非线性包装系统跌落冲击问题变分迭代法

以三次非线性包装系统为研究对象,用变分迭代理论分析系统跌落冲击问题,获得一阶迭代近似解。为提高解的精度,与包装动力学能量分析法结合求解最大位移及加速度,修正一阶迭代近似解。算例分析表明,修正后一阶近似解在冲击持续时间、加速度峰值及冲击响应波形上与椭圆积分结果非常接近。可为非线性包装系统跌落冲击分析提供新的方法。     

冲击加速度校准中低通滤波器的应用

介绍了在冲击加速度校准中,为了抑制电、机械等干扰和噪声对冲击加速度测量结果的影响,采用二阶巴特沃斯型低通滤波器,通过时间序列翻转、二次滤波等方式,实现零相移的低通滤波效果。并比较不同截止频率下,低通滤波器对衰减程度不同的冲击加速度波形产生的峰值偏差,给出不同加速度波形下,低通滤波器截止频率选择应注意的问题。     

改善标准振动台信噪比的一种有效方法

本文通过对标准振动台台面的噪声组成成份的分析，根据振动隔振理论，提出了在振动台台面加设机械低通滤波器，实验表明，此法极大地改善了台面信噪比，减小了振动波形的失真度，提高了校准精度，文中还对滤波器的设计及其特性作了分析阐述。     

基于多体动力学有限元计算的一种舰用柴油机抗冲击性能仿真

抗冲击性是现代舰用柴油机的设计指标之一,仿真分析是柴油机抗冲击研究的重要手段。将各种波形的加速度时域输入载荷转化为冲击谱,发现脉宽为10ms的三角波加速度峰值与冲击谱等加速度线的值相同,建议将该波形作为设备抗冲击对比分析的标准输入载荷。基于ABAQUS6.7软件,建立包含柴油机主干部件的整机多柔体抗冲击分析模型,分别实现了某V6型柴油机在额定工况和停机工况下受冲击的仿真计算。仿真结果表明,柴油机冲击响应特性是非线性的,额定工况下受冲击时应力响应值并非是停机情况下受冲击的应力响应值和额定工况下工作应力的简单叠加。柴油机曲轴、机体、飞轮壳和机脚的冲击强度都需要通过仿真进行校核。     

冲击波形调节器的原理分析

在碰撞试验中,一般的阻尼制动器对制动加速度的波形调节并无特殊要求,对有特殊要求的阻尼制动器需要使用额外的波形调节装置。文章对一种波形调节器的结构及其工作原理进行介绍与分析,通过对设计参数的仿真研究,证明调节器的设计在原理上是可行的,可方便地通过调节阀芯的运动速度来改变制动过程中冲击波形的脉宽和幅值,从而满足不同的冲击试验要求。     

一种基于残周期拟合的激光测冲击信号解调方法

针对激光干涉法冲击加速度校准中调频信号的数字化解调问题,提出一种基于残周期正弦波拟合的解调方法,使用约1/5周期的残周期正弦波模型进行滑动拟合,实现FM信号的数字化解调,对激光多普勒冲击信号波形具有良好的适应性,无需信号的截取等操作,拥有良好的算法稳定性和一个采样间隔的时间分辨力。在一组实际测量波形上的实验,验证了所述方法的正确性与可行性,为冲击加速度的计算提供了另外一种有效实用的数据处理方式。上述方法也可用于外差式激光干涉振动信号的解调。     

高精度低冲击加速度校准装置研究

基于ISO国际标准设计了碰撞式高精度低冲击加速度校准装置,在冲击加速度峰值20～10000 m/s2,冲击脉宽0.5～10 ms范围内实现产生半正弦波形的冲击加速度传感器的高精度校准.介绍了校准装置的构成和工作原理,通过与冲击加速度国家基准的比对,结果表明本装置可实现0.5％(k=2)的冲击加速度校准不确定度.本装置提...     

半正弦脉冲激励下考虑易损件的正切型包装系统冲击特性研究

研究考虑易损件的正切型包装系统在半正弦脉冲激励下的冲击特性.建立二自由度非线性产品包装系统模型,得到冲击动力学方程并数值求解.提出适合描述考虑易损件的产品包装系统三维冲击谱新概念,并进一步讨论了频率比、脉冲激励幅值和系统参数对易损件冲击谱的影响规律,结果表明,频率比、脉冲激励幅值和系统参数对易损件冲击响应峰值影响显著,研究结论为产品包装设计提供科学依据.     

半正弦脉冲激励下斜支承包装系统冲击特性的研究

以斜支承包装系统为研究对象,建立了半正弦脉冲激励下系统的无量纲非线性冲击动力学方程,采用数值计算方法分析了系统加速度响应及冲击谱,探讨了无量纲脉冲激励幅值、无量纲脉冲激励时间、系统支承角以及阻尼对系统加速度响应及峰值的影响规律。研究表明:无量纲脉冲激励幅值、无量纲脉冲激励周期、系统支承角及阻尼等对系统响应峰值影响显著。     

矩形脉冲激励下斜支承系统易损件的冲击特性研究

以考虑易损件的斜支承包装系统为研究对象,建立了矩形脉冲激励下系统无量纲非线性冲击动力学方程。 利用龙格-库塔数值分析方法求解冲击动力学方程,以易损件加速度响应峰值与脉冲激励幅值之比为易损件的响应指标,脉冲激励时间、系统频率比作为变量,构建了易损件的三维冲击谱。 分析讨论了系统支承角、脉冲激励幅值以及质量比等对冲击响应谱的影响规律。 研究表明:随脉冲激励幅值增加,或随系统支承角减小,易损件加速度响应峰值增加且波动加剧;系统响应对低频率比较为敏感,增加频率比可抑制易损件加速度响应峰值,低频率比时增加质量比可降低易损件加速度响应峰值。 研究结果可为斜支承包装系统的设计提供理论依据。     

矩形脉冲激励下斜支承系统易损件的破损评价

以考虑易损件的斜支承系统为研究对象,建立矩形脉冲激励下系统无量纲非线性冲击动力学方程。以脉冲激励幅值与易损件加速度响应峰值之比作为系统无量纲临界加速度,临界加速度与无量纲脉冲时间乘积为系统无量纲临界速度,引入系统支承角或频率比或质量比,构建斜支承系统易损件破损边界曲面。利用龙格-库塔数值分析方法求解方程,分析讨论频率比、质量比、支承角等因素对易损件破损边界的影响。研究表明,增大频率比、减小系统支承角、增大质量比等可增加易损件安全区域;随无量纲脉冲激励幅值增加,易损件破损区域减小。研究结论为斜支承系统的设计提供理论依据。     

考虑易损件的正切型包装系统冲击破损边界曲面研究

以正切包装系统为例,研究考虑易损件的非线性包装系统在半正弦脉冲激励下的冲击特性,提出考虑易损件的产品包装系统冲击破损边界曲面新概念,讨论了频率比、脉冲激励幅值和系统参数对易损件破损边界的影响规律.结果表明,频率比、脉冲激励幅值和系统参数对易损件冲击破损边界影响显著.研究结论为产品包装设计提供科学依据.     

角运动传感器灵敏度的动态(角冲击)校准

利用本实验室现有的动态角加速度标准装置,产生标准的角冲击运动(半正弦),实现对角运动传感器(角速度及角加速度传感器)灵敏度系数的动态校准,通过对不同脉冲宽度及冲击幅值下获得的校准数据进行分析,可以验证研制的动态角加速度标准装置具有较大的角冲击量程,较好的角冲击重复性,可以对角运动传感器灵敏度进行动态(角冲击)校准。     

半正弦波脉冲激励下斜支承系统冲击特性

以斜支承弹簧系统为研究对象,考虑半正弦波脉冲激励,建立系统几何非线性冲击动力学方程。以系统响应加速度峰值与脉冲激励幅值之比为描述系统的响应指标,系统支承角及无量纲脉冲时间为变量,构建系统三维冲击谱。利用四阶龙格-库塔数值积分讨论系统支承角、无量纲脉冲激励时间、无量纲脉冲激励幅值以及系统阻尼等对系统响应的影响。研究表明,系统响应对脉冲激励时间存在敏感区域,控制系统的刚度可避开敏感区;系统支承角对响应影响较大,随支承角的减小,系统响应峰值敏感区域变大;随脉冲激励幅值增加系统响应峰值波动加剧,且敏感区域变大;增加系统阻尼可有效地改善系统抗冲击特性。     

三次非线性多层堆码包装系统关键部件三维组合冲击谱研究¶

研究多层堆码包装系统关键部件在半正弦脉冲激励下的冲击特性。建立考虑关键部件的多层堆码包装系统动力学模型,得到系统动力学方程并求解。依据结果提出评价系统关键部件三维组合冲击谱新概念,并讨论了脉冲幅值、质量比、频率比、关键部件阻尼、材料阻尼及堆码层数对三维组合冲击谱的影响。结果表明,各因素影响显著。     

半正弦激励下多层果品冲击力学特性研究

果品损伤与外界冲击激励的关系是科学控制果品冲击损伤的一个必要条件。采用Kuwabara-Kono模型描述果品的黏弹性,并在此基础上建立了多层果品的动力学模型,研究了半正弦脉冲激励下的多层果品冲击动力学特性,得到了果品典型冲击损伤特征参数随脉冲激励变化的规律。结果表明：果品特征参数、脉冲激励幅值、层数等对各层果品加速度响应峰值、达到峰值的时间等损伤指标影响显著。     

悬臂梁易损部件在矩形加速度脉冲激励下的动力学响应与有限元分析

为分析悬臂梁易损部件在矩形脉冲激励下的振动响应,推导出悬臂梁在悬臂端处动态应力的近似解析解,得到最大应力与矩形脉冲峰值之间的关系,分析结果表明：在速度变化量一定时,最大应力随加速度脉冲幅值的增加而增加,但会无限逼近极限值。最后建立了易损件-质量主体在矩形脉冲激励下的有限元模型,并与解析解进行了对比,发现运用2阶振动模态即可得到精确的悬臂梁的应力响应,所取得的研究成果为具有悬臂梁式易损件在蜂窝纸板缓冲作用下的防护提供理论基础。