冲击响应谱合成Word文件下载.docx
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-3dB带宽-3dBbandwidth
在频率响应函数中对应于一个共振峰值的最大响应0,707倍的两点间的频带宽度。
3.2
临界阻尼criticaldamping
在可能的最短时间内允许唯一系统返回其起始位置并且不产生震荡的最小粘性阻尼。
危险频率criticalfrequency
下列情况的频率:
GB/T2423.57—2008/IEC60068—2—81:
2003
——由于振动，样品呈现出功能失效和/或性能降低，和/或
——机械共振和/或其他响应效应，如颤动
3.4
阻尼damping
一般的术语解释为在一个系统中的能量耗散的许多机械作用。
在实际应用
中，阻尼取决于许多参数，诸如结构类型、振型、应变、外加力、速率、材
料、连接滑移等。
3.5
阻尼比dampingratio
在具有粘滞阻尼的系统中，实际阻尼和临界阻尼的比值。
3.6
分贝decibel
以对数形式表达的量值关系:
xL=20lg（）（dB）
x1
式中:
L——以dB为单位的对数值;
X/——X与间的比值xx11
3.7
固定点fixingpoint
样品与夹具或振动台面接触的部分。
在使用中通常是固定样品的点。
注:
如果是时间状结构的一部分作夹具使用，则应取安装结构和振动台面接
触的部分最固定点，而不应取样品和振动台面接触的部分作固定点。
3.8
g0
有地球引力产生的标准加速度。
它是随海拔高度和地理纬度而变化的。
本部分为了便于使用，将值调整到10m/s的整数值。
g0
3.9
汉宁窗Hanningwindow
时间历程的权函数，在选取的时间窗里迫使时间历程的起始和终止值为零，其形状为余弦钟。
详细定义见ISO18431—2。
3.10
高频渐近线high—frequencyasymptote;
HFA
SRS曲线的高频渐近线值（见图3）
注1:
SRS高频渐近线值由于表示了激励时间历程的最大峰值，因此非常重要。
不要与SRS中的峰值混淆。
注2:
SRS高频渐近线的另一个名称是零周期加速度（ZPA）。
3.11
测量点measuringpoints
试验中采集数据的一些特定点。
具有3种类型，定义如下:
3.11.1
检测点cheakpoint
位于夹具、振动台面或样品上的尽可能接近于固定点的点，检测点在任何情况下都要和样品刚性连接。
检测点的数量应满足试验的要求。
如果存在4个或4个以下的固定点，则每个都用作检测点。
如果存在4
个以上的固定点，则有关规范应规定4个具有代表性的固定点作监测点用。
注3:
在特殊情况下，例如对大型或复杂的样品，如果要求检测点在其他地方（不紧靠固定点），则应在有关规范中规定。
注4:
当大量小样品安装在一个夹具中时，或当一个小样品具有许多固定点时，为了导出控制信号，可选用单个检测点（即参考点）。
该信号与夹具相关而不是与样品的固定点相关。
这种情况只有在夹具装上样品等负载后的最低共振频率充分高过试验检测频率的上限时才是可行的。
3.11..2
参考点referencepoint
从监测点中选定的点，为了满足本部分的要求，该点上的信号用于控制试验。
3.11.3
响应点responsepoint
样品上在振动响应检查或试验中用于测量的点。
该点不是检测点或参考点。
可以有多于一个响应点。
3.12
固有频率naturalfrequency
有自身物理特性（质量、刚度和阻尼）决定的有阻尼或无阻尼自由振动频率。
3.13
响应时间历程的高峰值个数numberofhighpeaksoftheresponse
time-history
时间历程中超过规定阈值的高峰值个数，时间历程可以由响应点测量得到，或者由受到激励的单自由度系统（振荡器）计算响应得到（见图1）。
由于在瞬态激励中确定完整的响应周期是困难的，应用中以响应时间历程的峰值为参考。
峰值是由指两个连续的过零点（见图2）偏离零线的最大正值或负值。
由于并不一定能从响应时间历程中获得测量峰，在本部分中，首选计算机峰值替代测量峰值。
3.14
间隔时间pause
两个连续的时间历程之间的间隔。
时间间隔应是样品的运动响应避免明显的重叠，可按下式计算:
1100T>
×
fd
T——间隔时间，单位为秒（s）;
f——最低无阻尼自然频率，单位为赫兹（Hz）
d——最低自然频率阻尼比%。
3.16
优先试验轴向preferredtestingases
样品最易受损的三个互相垂直的轴向。
3.17
品质因子Q-factor
Q值因子
用于衡量共振峰的陡度或单自由度机械震荡系统频率选择性的量值。
品质因子等于阻尼比倒数的二分之一。
3.18
冲击响应谱规定值（SRS规定值）requiredSRS
有关规范规定的SRS（见图3）
对于某一实验有关规范可包含多个对应不同Q值SRS。
3.19
冲击响应谱shockresponsespectrumSRS
基于受到规定运动激励的一系列单自由系统中最大响应（位移、速度或加速度），作为这些单自由度系统的无阻尼自然频率和对特定Q值的函数的曲线。
注1:
除非另有规定，为了计算可假定系统为固定在基座上、线性的、具有粘滞阻尼的单自由系统。
对于某一实验可包含多个对应不同Q值的SRS，应按受试样品的品质因子选择规定的SRS值。
3.20
采样频率samplingfrequency
用数字形式记录或表述时间历程时，每秒钟内获取的离散值的个数。
3.21
信号容差signaltolerance
用百分比表示的信号容差定义为:
s1
NF=（—1）×
100%s1F
NF——未经滤波的信号的r.m.s值;
F——经滤波的信号的r.m.s值。
此参数适用于控制试验的所有信号，如速度、加速度或位移。
注2:
此参数仅适用于正弦振动激励。
3.22时间历程的强部strongpartofthetime-histroy
时间历程曲线中第一次达到的最大值的25%到最后会回落到最大值的25%时之间的部分。
3.23
合成时间历程synthesizedtime-histroy人为产生的时间历程，其SRS规定了SRS的规定值。
3.24
试验频率范围testfreqnencyrange
试验频率范围的选择取决于SRS规定值的合成和加再样品后试验设备的能
ff力。
试验频率的下限频率（）和上限频率（）分别对应于可能用到的最低12
和最高小波的频率。
SRS的频率范围大于试验频率范围并延伸到无限（见3.10〕。
3.25
试验SRStestSB5
由振动台参考点上实际运动导出的SRS，既可以通过解析方式计算得到，也可以使用SRS分析设备得到（见图3）。
3.26
时间历程time-histroy
作为时间函数记录的加速度、速度或位移值。
1S02041给出了数学名词“时间历程”的定义.将其表述为用时间的函数表达的一个量值。
3.27
时间窗timewindow
包含所有小波的合成的试验时间历程的持续时间。
对某些试验控制系统，时间窗的长度为双倍的持续时问，合成的时间历程位于新的时间框的中间。
3.28
小波wavelet
单一频率的时间历程，是SRS试验合成时间历程的一个分量。
本部分使用的术语“小波”不应与小波理论和小波分析相混淆。
4试验设备的要求
对于性能的要求适用于完整的试验设备，就电动振动试验系统而言，包括控制系统、功率放大器、振动台、夹具和试验中装载的样品。
液压伺服系统的组成与此类似。
4.1至4.3对试验设备的要求，应通过正弦激励的方法验证.
4.1基本运动
验证过程中的基本运动应为时间的正弦函数，样品的各固定点应基本上同相位并沿平行直线运动，并符合4.2和4.3限定的要求。
4.2横向运动
在检侧点上与规定轴向垂直的每个轴向上的加速度或位移的最大振福，在1000Hz以下不应超过基本运动的50%，在1000Hz以上则允许到100%。
测量仪需覆盖规定的频率范围。
在特殊情况下（如小样品），若有关规范有规定，最大允许横向运动可限于25%。
当振动台的旋转运动比较重要时，有关烧范应规定一个容差范围。
并记录在试验报告中。
在某些情况下，例如大尺寸或高质心祥品，或在某些频率下，很难满足上述要求。
此时，有关规范应说明适用下列哪条:
a）在试验报告中指出并记录超过上述要求的横向运动;
或
b）已知横向运动无害于样品，不需监测。
4.3信号容差
除非有关规范另有规定，应对加速度容差进行测量，测量应在参考点进行。
f的5倍，取较小者。
有关规范若有规其频率应达到50090Hz或试验上限频率2
定，此最高分析频率可以达到或超过上限试验频率。
除非有关规范另有规定，信
号容差应不超过5%。
若样品较大，较复杂，在一些频率段内不满足信号容差要求时，则应在试验报告中说明。
4.4测量系统
测量系统的性能应能保证在参考点规定轴向上测得的时间历程信号满足试验的容差要求。
对包括传感器、信号调理器和数据采集和处理装置在内的整个测量系统，其频率响应对测量精度的影响不可忽胳。
的0.67倍，测量系统的频率范围至少应从试验频率范围内最低小波频率f1延伸至最高小波频率f的1.5倍，（见GB/T2423.5-1995）。
在此频率范围内，测2
量系统的频率响应应平坦，并在?
5%以内。
5试验要求
5.1试验控制
试验的时间历程应是包括在规定时间窗口内的小波组成的一个合成时间历程，按9.3中所述的过程可获得与规定的SRS相应的时间历程。
除非有关规范另有规定，应采用5%（品质因子为10）的阻尼比。
通过振动响应检查（见9.2）可以获得可供选择的值。
如果有关规范中指定了若干个SRS（对应不同的品质因子），通过振动响应检查也可以选择相应的品质因子。
小波的频率间隔应根据下述试验采用的Q值因子选择:
—当品质因子小于或等于5时，选择1/3oct带宽;
—当品质因子在5~25之问时，选择1/6oct带宽;
一当品质因子大于或等于25时，选择1/12oct带宽;
ISO266给出了倍频程带宽的首选频率。
5.2SRS的容差
在参考点测量实验SRS，应在SRS规定值的?
1.5dB内（见图3）。
如果试验SRS的一小部分，即在小子整个频率范围20%的频段内，处于?
3d8的容差带内，只要这些点不与试验频率范围内样品的共振频率重合，试验仍是可以接受的。
在试验报告中应记录相对于SRS规定值的偏离值。
至少应按5.1根据品质因子选取同样的频率间隔检查试验SRS。
5.3试验SRS的计算
为了使计算试验SRS误差最小，应特别注意参考点信号的采样和滤波。
如果在后续的SRS计算中不采用插值算法，用于响应计算的时间历程的采样
f频率建议至少应是或高于试验上限频率的10倍。
2
f注1:
按照上述做法，最高频率振荡器响应时间历程的插值计算误差将小2
f于5%。
如果按照常频率分析那样，采用2.56的采样频率，2
f则得到的最高频率振荡器的最大相应误差可能超过60%。
f如果SRS计算中使用插值算法，则采样频率最低可为上限频率的4倍。
为了防止混淆误差，在对于被分析的时间历程进行数字化之前，总要使用低
衰减率至少为一通滤波器。
推荐抗混淆滤波器的半功率截止频率为1.5f2
60dB/oct,使用这些推荐值以确保获得最高频率振荡器的完整响应。
由抗棍淆滤f2
波器引入的相位改变而导致的最高频率振荡器处的误差，也须抑制。
滤波器的相位与频率之间应其有线性关系。
如果低频误差或直流偏移形响试验，应使用高通滤波器。
进行响应什算时推荐使用的滤波器的半功率截止频率不高于频率下限的0.1倍或2Hz取较高f1
者。
若被分析的时间历程或是振动器响应时间历程在用于计算的时间窗内未衰减，则会产生截断误差。
这一点对于小阻尼振荡器计算特别关健，可以用较长的时间窗避免截断误差。
问题的基本原理可参见GB/T2423.5—1995附录B。
其中给出了“初始”和“剩余”SRS的定义。
在计算试验SRS值时.应计算绝对最大SRS。
5.4SRS算法
SRS有多种算法，不同的算法可以产生不同的结果，尤其在低频和高频时。
因此重要的是采用一个至少可以在试验频率范围内正确地计算SRS的算法。
5.5试验频率范围
试验频率范围的选择取决于要摸拟的冲击环境的最高频率分量和加载样品后试验设备能够产生的频率范围。
5.6安装
样品应按GB/T2423.43-2008的要求进行安装。
有关规范应规定试验过程中样品的安装方向和方式，作为判定样品是否符合标准要求的唯一条件，除非能给出合理且充分的解释〔如，表明样品特性不受重力影晌〕。
如果一个样品通常安装减震器，但是进行试验时又必须去掉减震器，则应考虑修改规定的激励量级（见GB/T2423.43-2008）。
当安装样品时，应考虑连接、电统、管线等的影响.
6严酷等级
试验的严酷等级由下列参数组合而成:
A）必选参数
——SRS规定值，包括品质因子;
——试验轴和方向;
——合成时间历程的持续时间;
——复次数;
——试验频率范圈。
b）可选参数
——SRS规定值的高频渐近值;
——合成时间历程的强部持续时间;
——响应时间历程的高蜂值个数;
——傅立叶谱;
——能量谱密度;
——合成时间历程的时域均方根（见B.2）;
——合成时间历程的濒域均方根（见B.4）。
所列可选参数并不完全，见附录B。
有关规范应按6.1~6.5的推荐给出每个参数的数值。
如果样品受试不仅是为了检查在规定响应下生存能力，也为了检查低周疲劳（重复响应）下生存能力时，需要确定可选参数。
6.1规定SRS
有关规范应为每个试验规定SRS的量值和形状，包括品质因子，容差和可选的SRS高频渐近值（HFA）。
SRS应按最大绝对谱定义，当各轴线情况不同时，有关规范也应规定样品每个轴线和向上所用的谱。
有关规范可以为某些试验情况规定多个不同品质因子的SRS。
6.2合成时间历程的持续时间
有关规范应规定时何历程的持续时间值，以„1:
2:
3:
5:
10„序列数以毫秒表示。
合成时间历程的持续时间的选择取决于SRS合成的采样频率和时间窗口。
因此并不一定总与上面的序列数吻合。
在某些情况下，有关规范可能需要给出时间历程的强部占持续时间的百分比。
除6.5的要求外，应按下列数值选择强部占持续时间的百分比:
25%、50%、75%。
选择的值应记录在报告中。
6.3重复次数
有关规范应按样品的有关轴线和方向规定时间历程的重复次数。
除非另有规定，根据试验情况按样品的每个试验轴线和方向规定时间历程的重复次数应按下列数系选择:
1，2，5，10，20，50„
当使用的时间历程量值多于一个时，试验总是从最低者开始，接着使用较高量值.每个时间历程后应有一个时间间隔。
6.4试验频率范围
有关规范应给出试验的频率范围，频率极限值应尽可能按下列数系选择:
1，
ff2，5，10，20，50„下限最低值应从0.1Hz起，频率上限最高值不应超过12
5000Hz。
频率范围值取决于SRS合成的采样频率和时间窗口，因此并不一定总与上面的序列数吻合.
6.5单自由皮系统计算响应时间历程的高峰值个数
有关规范可以说明在计算的一个单自由度系统的响应时间历程中值大于规定阈值的高峰值个数。
响应时间历程的高峰值个数是可选严酷等级，更适合于低周疲劳试验。
响应高峰值个数的计算应根据由合成时间历程激励的特定的单自由度系统的完整的时间响应历程进行的。
无阻尼自然频率和系统的品质因子应选自振动响应检查的结果或对这些参教的估计。
响应时间历程的峰值应表示为在对试验样品有影响的固有频率上所要求的SRS规定值的百分数。
除非有关规范另有规定，对应70%阈值、2%~10%阻尼比（品质因子5~25]）,
响应时间历程的高峰值个数应在3~20之间。
交替出现的正、负峰值应大致为均匀分布。
7预处理
有关规范应要求预处理，并规定条件.
8初始测量
有关规范应要求对样品进行外观，尺寸和功能检查以及规范规定的其他检查。
除非有关规范另有规定，应进行初始响应梭查见（9.2）
9试验
9.1总则
除非有关规范另有规定，试验样品应在首选的三个轴线上经受激励。
除非有关规范另有规定，轴线的试验顺序不重要
用于激励样品的振动台的运动应满足规定SRS的要求。
几乎所有电动振动台控制系统都可以采用专用软件提供相应的驱动信号。
9.2振动响应检查
除非有关规范另有规定，必须检查祥品的动力学特性。
响应捡查应采用正弦或随机激励，检查的频率范围为试验频率范围，或至少5倍于一阶无阻尼固有频率两者中取较小者，量值按照有关规范选取。
可以参考GB/T2423.10--2008正弦振动和GB/T2423.56-2006随机振动的有关内容。
进行响应检查时，所用的量级应该使样品的响应小于SRS试验，但又足够高以便找出危险频率。
响应检查时，正弦对数扫频激励的速度不应高于1oct/min，如果需要更精确的确定响应特征，可降低扫描速率但应避免不应有的驻留。
用随机振动进行响应检查时，试验时间应足够长以减小响应中的随机变化，频率分辨率应足够高以确定响应的峰值（一3dB带宽最窄的峰值）。
建议在最窄的一3dB带宽内应至少包含5条谱线。
如果有关规范有规定，样品在检查期间应工作。
如果样品在工作时无法进行响应检查，则样品在检查期间可以不工作。
为了确定危险频率应对样品进行检查，并记录在试验报告中。
除非有关规范另有规定，在SRS试验后应附加响应检查，以对比SRS试验前后危险频率的变化。
两次振动响应检查的方法和试验量级应该相同。
应在试验报告中记录试验前后的危险频率。
有关规范应规定当危险频率发生变化时应采取的描施。
9.3时间历程试验的合成
合成试验时间历程的各个步骤归纳如下（见附录C）。
需按如下步骤并选择合适的参数，为每一项SRS试验合成一个试验时间历程;
a）用小波合成时间历程的试验
有几种小波类型可供选择。
最常见的有:
1）指数衰减正弦波;
2）等幅正弦波;
3）带汉宁Hanning）窗的猝发正弦波。
b〕试验频率范围
选择试验频率范围，要考虑到可供使用的采样频率（见5.3,5.5和6,4）。
c）时间窗口
选择时间窗口时需将步骤b）的因素考虑在内。
d）小波的频率间隔
按5.1选择小波的频率间隔。
e）品质因子
根据有关规范或振动响应检查的结果选择品质因子（见5.1和9.2）。
f）小波的持续时间
按6.2调整小波的持续时间。
g）SRS规定值
按SRS规定值设置每个小波的峰值。
h）合成试验时间历程其他参数的初始值，如:
—延时（小波的起始时间）;
—极性（小波起始的正或负极性）;
—半周期效（对a）中2）和3）类的小波）。
i）控制系统中的时间历程合成
控制系统合成一个初始的时间历程，该时间历程不用于激励振动台;
j）将初始的试验SRS和SRS规定值进行比较
应按有关规范中的容差和参数进行比较〔见5.2和第6章）;
k）参数的调整
如有需要在步骤f）中调整时间历程的参孜，并重复步骤g）和h）直至合成的时间历程满足SRS规定值的容差和参数，并符合振动台有关力、位移、速度和加速度的限制条件。
l）保存合成的时间历程
按9.4保存合成的时间历程并开始试验。
在此阶段重复进行时间历程试验.
m）其他的激励轴线和方向
如果在各轴线和方向上的严酷等级不同，沿其他轴线和方向上重复上述步骤。
轴线和方向改为轴和方向。
此步骤也可以在某些轴向满量级试验后进行（见9.4步只e）。
9.4用合成时间历程进行试验
用合成时间历程进行试验的各个步骤如下（见图5和附录C）:
a）试验样品或摸拟负载的安装
按相关的激励轴线和方向，在振动台上安装样品（或动态特性相同的模拟负载）。
b）—18dB低试验量级激励样品
用9.31）项的合成时间历程的试验信号，以一18d8的量级激励样品。
试验系统至多可重复6次，直至SRS规定值的形状和参数在相应的低量级实验上得到满足。
保存驱动信号。
在有些场合下，也可采用步骤c）的—12dB为开始的试验量级。
c）一12dB低试验量级激励样品
使用在一18dB试验阶段（9.4,步骤a）和b））保存的驱动信号，以一12dB的低量级激励样品。
可令控制系统重复做最多达5次，至使SRS规定值的形状和参数在相应的低量级试验上得到满足。
在有些场合下，也可作为开始的试验量级。
d）增加试验量级
首先按6dB然后按3dB增加试验量级。
每个量级至少重复做两次激励，直至达到满量级，在每个量级均保存驱动信号。
每次激励后，试验系统都
升级会员 