冲击响应谱试验规范述评

在冲击试验中，制定了一处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，冲击响应谱规范的科学性及局限性。     

Enhancement of cushioning performance with paperboard crumple inserts

This paper introduces a novel approach to using multi‐layered corrugated paperboard to provide improved protection against severe mechanical shocks and drops. Conventionally, cushion design requires the determination of the maximum expected shock levels or drop heights as well as their probability of occurrence. These are usually determined from statistical analysis of original field measurements or published drop height distribution data. With this approach, it is acknowledged that the cushioning element will provide adequate protection for statistically likely events but not for extreme, statistically unusual, events. A multi‐layer cushioning system made entirely of corrugated paperboard, designed to extend the cushioning protection range to include these extreme events, has been investigated. The main feature of the cushion is the inclusion of a corrugated paperboard crumple element designed to provide the necessary energy absorption for high compression stress levels. The effect of the complex deceleration produced by the crumple element on the product is analysed by means of the shock response spectrum. Experiments have shown that the paperboard crumple insert dramatically extends the protection range of the cushioning system by generally lowering the shock response spectrum, thus extending the cushion curve static load range. This results in a significant increase in the allowable drop height for a limited number of extreme events. Although this approach may be extended to a combination of conventional cushioning materials, the benefits of providing product protection with recyclable paperboard material are significant. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

面向电脑SRS要求的缓冲包装设计

电脑的缓冲垫要求按冲击响应谱的破损边界曲线进行设计.全面介绍了冲击响应谱的基本原理、测试及其在电脑缓冲垫设计中的应用.该研究完善了当前冲击脆值理论,使缓冲包装设计更精确,更符合实际.     

冲击响应谱的应用方法研究

现在设计产品的运输包装广泛采用五步法或六步法,这其中都要确定产品的脆值,都要用到破损边界理论.但实际上人们已经认识到破损边界理论并不能准确地描述产品的特性,利用它设计的缓冲包装也存在严重的保守问题.在此将讨论如何将冲击响应谱应用于缓冲包装设计,以使缓冲包装的设计最优化.     

舰艇水下爆炸冲击信号拟合及应用

舰载设备在进行抗水下爆炸冲击设计时首先需要确定基础冲击时域信号作为输入载荷。相关标准规范给出的设计冲击谱不能反映实船水下爆炸冲击信号的动态特性。而实船试验测试数据又不具备标准性。为获取舰载设备仿真校核评估的冲击输入载荷,提出一种舰艇水下爆炸冲击信号拟合方法。根据标准设计冲击谱,通过傅里叶变换对实测信号进行修正。采用这种方法得到的冲击信号同时包含了设备安装部位的冲击特性和标准设计谱的冲击量值,能够更准确地反映舰载设备在特定安装部位处的标准冲击环境。     

冲击响应谱绝对校准研究中冲击响应谱的计算方法

介绍了应用于冲击响应谱绝对校准中的冲击响应谱的计算方法,该方法的实现基于MATLAB编程语言,即通过MATLAB中的仿真直接求解单自由度二阶微分方程的数值解以获得冲击响应谱的绝对复现.     

发泡聚乙烯包装系统冲击谱研究

建立了发泡聚乙烯缓冲包装系统的缓冲模型,运用四阶变步长Runge-Kutta方法,计算出了此非线性系统在半正弦脉冲冲击下的冲击响应谱,并讨论了参数λ1,λ2和λ3对冲击谱的影响规律。     

蜂窝型缓冲包装系统冲击特性分析

基于MATLAB对蜂窝型缓冲包装系统的冲击特性进行数值分析,研究了蜂窝型缓冲系统在半正弦波脉冲激励下的冲击响应谱,并讨论了相关参数对它们的影响,对该类系统的缓冲设计具有重要价值.     

考虑易损件的包装系统在半正弦波激励下的冲击响应

把运输包装系统简化为二自由度线性系统,运用数值求解法对具有线弹性材料的缓冲包装系统进行研究,得到了在半正弦激励下,易损件及主体的冲击响应谱,并讨论了频率比、质量比、阻尼比及冲击波幅值的影响;该方法和结论对缓冲包装设计具有重要意义.     

基于ARMA模型的水下爆炸冲击谱预测

针对舰船设备抗冲击设计冲击环境预测难的问题,提出了利用自回归滑动平均模型（ARMA模型）预测水下爆炸冲击响应谱的方法,并引入遗传算法优化ARMA模型阶数。理论介绍了舰船设备水下爆炸冲击谱模型及ARMA模型。建模所需样本数据通过对有限元软件仿真输出的冲击响应信号进行去趋势化和平稳化处理获得,根据该样本数据的自相关函数和偏自相关函数统计特性分析,验证了ARMA建模的可行性。在此基础上,利用遗传算法优化后的ARMA模型,对水下爆炸冲击响应信号进行预测,并通过分析预测误差特性评估预测效果。研究结果表明,基于遗传算法优化的ARMA模型可以很好的预测水下爆炸冲击响应信号,从而为舰船设备抗冲击设计提供帮助。     

矩形脉冲激励下悬挂式弹簧系统冲击特性的研究

以悬挂式弹簧系统为研究对象,建立了矩形脉冲激励下系统非线性无量纲动力学方程,利用龙格—库塔法对系统冲击特性进行数值分析。以系统加速度响应峰值与脉冲激励幅值之比为反映系统在冲击作用下的响应指标,脉冲激励时间、系统悬挂角为变量,构建了系统的三维冲击谱。讨论了系统悬挂角以及系统阻尼等对冲击谱的影响规律。研究表明,系统悬挂角、阻尼等对系统冲击响应峰值影响显著,增加阻尼可使系统加速度响应峰值明显降低。研究结论可为悬挂式弹簧减振系统的设计提供理论依据。     

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。解决了磊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。     

商用车挡泥板总成失效分析与试验规范制定

针对商用车挡泥板总成失效原因不易获取、释放不易控制等问题,提出了一种基于实测载荷谱的单自由度振动系统疲劳失效解决方案。首先,分析了某商用车挡泥板总成的失效模式、断口形貌和道路载荷谱,确定了其失效类型和系统模型,通过数据分析得到该挡泥板总成可简化为单自由度振动系统,其等效刚度为固定螺栓和挡泥板支架的串联刚度。然后,分析了车架（挡泥板总成安装位置）和挡泥板支架尾端处Z向加速度功率谱密度(power spectral density,PSD)以及两者之间的频响函数和相干系数,得到了挡泥板总成的工作模态。最后,为提升挡泥板总成的质量,基于冲击响应谱（shock response spectrum, SRS）和疲劳损伤谱（fatigue damage spectrum, FDS）制定了挡泥板总成耐久试验规范。结果表明：当频率f =22.0 Hz时,挡泥板总成的响应最大,车架的Z向加速度功率谱密度较小,且两者之间的相干系数仅为0.6,说明挡泥板总成失效主要是因为其自身的某阶模态被激励;当挡泥板总成的主要工作模态为第3阶模态（f=22.26 Hz）时,其振型为反相位上下摆动,与测试结果相符;基于挡泥板总成耐久试验规范的台架试验科学地复现了挡泥板总成的失效模式,验证了试验规范的合理性。后续试验跟踪显示,改进后挡泥板总成的失效率大幅降低,售后反馈良好。研究表明该解决方案可大幅缩短新产品的开发周期,实现了改进产品和后续新产品的快速释放。     

基于现场跟踪记录的流通环境跌落冲击分析

目的分析流通过程中的跌落冲击数据。方法利用美国拉斯蒙特公司的现场跟踪记录仪,记录流通过程中跌落冲击等环境数据,并结合配套软件Saver Ware的图表分析,应用冲击响应谱理论研究更加合理的包装设计。结果完成了缓冲包装设计运输环境数据的采集,省去了破坏性试验步骤,数据的采集更合理,更有针对性。结论利用冲击响应谱原理,使缓冲包装设计以防护冲击响应为目的,避免了包装设计过于保守而造成的过度包装,降低了包装成本。     

Developments in testing products for distribution

Although the obvious connection between product fragility and package performance is common sense (rugged products need less performance, fragile products need more), fragility testing of the product is required to quantify and optimize this relationship. Damage boundary protocols have been on the books for over 25 years—what's new? This paper discusses the application of shock response spectrum (SRS) analysis and fatigue considerations to damage boundary testing, and resonance search with random vibration. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.     

水下爆炸作用下舰船设备冲击谱计算方法研究

舰船设备在水下爆炸作用下的冲击谱计算,一般采用设备基础测得的加速度信号通过杜哈曼积分获得,但由于信号中零漂和高频干扰的存在往往使得计算结果不能真实反映设备的冲击环境,为解决这一问题提出了多项式最小二乘法对测量原始信号进行零漂修正,采用自适应滤波器对修正后信号进行滤波处理的预处理方法。信号经过预处理后再采用杜哈曼积分进行冲击谱计算,通过计算冲击谱与簧片仪实际测得的冲击谱进行对比验证了计算方法的可行性。计算结果可以作为舰船设备在水下爆炸作用下冲击防护设计的依据,该方法也可以作为其它振动冲击领域冲击谱计算与分析的参考。     

一种多体系统冲击响应谱分析法

提出一种多体系统冲击响应谱分析法,以一个基础受加速度冲击刚柔系统为例,详细阐述了该方法的理论基础,主要为:首先利用传递矩阵法求得系统任意点的状态矢量和系统振型;建立系统相对基础运动微分方程.进而建立系统的多体动力学方程;利用系统增广特征矢量的正交性求得广义坐标,结合速度冲击谱的定义获得各模态最大响应,最后经各模态响应合成得到系统的冲击响应时间历程.用一个具体工程实例,通过与一般力学解析方法、有限元冲击响应谱分析法结果的对比,验证了所提方法的有效性.     

液晶电视跌落测试动态脆值分析

论述了液晶电视全瓦楞缓冲包装结构设计方案,并对跌落测试数据进行了分析,论证了缓冲衬垫在装配过紧或较松的情况下,包装件在跌落测试中会产生不同的冲击响应谱曲线。据此提出了动态脆值概念,利用反推法寻求了最适合的动态脆值,优化了产品缓冲包装设计。     

冲击响应谱时域合成算法研究

为利用电动振动台进行模拟冲击环境试验,给出了一种时域冲击波形合成方法.依据冲击响应谱时域合成的一般原则,选择合成小波中的正弦窗波作为基本波形,给出了确定各基本波形的波形参数的方法.计算结果表明所提算法是有效的,所合成的时域冲击波形能够满足参考冲击响应谱的精度要求,为开发冲击谱试验的控制软件研究者提供了一种思路.     

水下非接触爆炸抗冲击缓冲平台性能研究

为有效测量水下非接触爆炸试验中舰船及设备的抗冲击性能,保护测量设备在冲击环境下能够安全使用,根据设备冲击输入设计和研制了抗冲击缓冲平台,以减小舰船设备在水下非接触爆炸冲击作用下受到的冲击.按照要求的缓冲平台设计载荷和缓冲效率,进行缓冲器刚度的选择和结构设计,利用仿真运算设计工况.经海上实爆冲击试验验证,该缓冲平台能有效...