4.3 沖擊（shock）試驗(yàn)條件內(nèi)容介紹

沖擊是指在極其短暫的時間內(nèi)給產(chǎn)品施加一個高量級的外力脈沖，從而評估其在儲存、運(yùn)輸、使用的壽命周期內(nèi)對沖擊環(huán)境的適應(yīng)性和耐受程度。沖擊試驗(yàn)有很多種，自由跌落、翻轉(zhuǎn)、拋摔、拍擊、撞擊、彈道沖擊、爆炸沖擊等等。一般常見的沖擊試驗(yàn)有三種：經(jīng)典波形沖擊、沖擊響應(yīng)譜、瞬態(tài)沖擊脈沖波形（短時實(shí)測波形）。

1 經(jīng)典波形沖擊

半正弦波（halfsine wave）、半正矢波形（haversine wave）、梯形波（trapezoidalwave）、鋸齒波（sawtooth wave）、三角波（triangle wave）。

試驗(yàn)1：

正弦半波 加速度10G脈寬20msec

正方向3次 反方向3次三個方向（X、Y、Z）沖擊

試驗(yàn)2：

后鋸齒波 加速度5G脈寬15msec

正方向5次 三方向（X、Y、Z）沖擊

試驗(yàn)3：

梯形波 加速度50G脈寬8.4msec

正反方向各5次 三方向（X、Y、Z）沖擊

試驗(yàn)條件內(nèi)容相對比較簡單，需要注意的地方是，必須注意控制波形在容差帶內(nèi)，實(shí)在不行的情況下，上升沿波形必須在容差帶內(nèi)。

  另外，還有一個前補(bǔ)償和后補(bǔ)償?shù)母拍?，即下圖所示中的B1和B2，一般振動控制儀中的默認(rèn)值為A的10%。當(dāng)位移量不夠用的時候，可以適當(dāng)調(diào)整前后補(bǔ)償，改變最大位移量。

2 沖擊響應(yīng)譜（SRS，Shock Response Spectrum）

經(jīng)典波形沖擊試驗(yàn)由于沒有考慮機(jī)構(gòu)對沖擊的響應(yīng)，在實(shí)際環(huán)境中還是有損壞的情況發(fā)生，已經(jīng)不能滿足試驗(yàn)的要求。于是，沖擊響應(yīng)譜概念便被提出，指在沖擊激勵函數(shù)的作用下，一系列單自由度振動系統(tǒng)的最大（加速度、速度、位移）響應(yīng)值隨系統(tǒng)的固有頻率而變化的圖譜。提供的是一個產(chǎn)品和它的組成部分對一個給定的輸入脈沖響應(yīng)的估計方法，具有更加真實(shí)的環(huán)境模擬效果。

沖擊響應(yīng)譜控制技術(shù)通常用來模擬復(fù)雜振動環(huán)境如地震和爆炸沖擊。它是描述瞬態(tài)波形對結(jié)構(gòu)的潛在損傷程度。試驗(yàn)參考譜即沖擊響應(yīng)譜，通過沖擊響應(yīng)譜合成出時域波形，時域波形由用戶指定阻尼的正弦或半正弦波合成，從而驅(qū)動振動臺振動。

能實(shí)現(xiàn)沖擊響應(yīng)譜的試驗(yàn)設(shè)備有很多，在爆炸沖擊中應(yīng)用最為廣泛。隨著電動式振動臺控制技術(shù)的發(fā)展，在振動臺上己經(jīng)實(shí)現(xiàn)了模擬低幅值的復(fù)雜沖擊環(huán)境的沖擊譜的能力，如沖擊響應(yīng)譜控制中的小波綜合及正弦衰減模擬方式等等。電動振動臺操作成本低、可控性高等優(yōu)點(diǎn)，但它們的幅值、頻譜范圍(3 kH z以下)和方向受到限制。

試驗(yàn)1：

目標(biāo)SRS：10-1000Hz，加速度10m/s2

SRS分析條件：采樣頻率8192Hz

數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)：4096點(diǎn)

波形合成條件：變諧正弦波

控制條件：線數(shù)800

沖擊方向：X、Y、Z，每方向三次。

試驗(yàn)2：

頻率范圍：

5-100Hz：響應(yīng)譜5-30g

100-5000Hz:響應(yīng)譜30g

沖擊方向：X、Y、Z，每方向三次。

3 瞬態(tài)沖擊脈沖波形（短時實(shí)測波形）

通過實(shí)時主動控制來完成，包含了導(dǎo)入瞬態(tài)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)編輯，在振動臺上復(fù)現(xiàn)波形數(shù)據(jù)的過程，比如地震再現(xiàn)等試驗(yàn)。在利用振動臺進(jìn)行試驗(yàn)的時候，需要注意動圈位移和功放額定功率的限制，必要的時候可以通過數(shù)據(jù)編輯改變量級，以便有效地實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)的動態(tài)特性。

試驗(yàn)1：

下圖，從某國家地震網(wǎng)站上下載的csv地震文件，通過數(shù)據(jù)編輯（單位和采樣頻率指定、過濾處理、首尾數(shù)據(jù)處理、頻率變換、數(shù)值間演算、數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)變更、補(bǔ)償波附加等過程）后得到的一個方向上的地震波波形。

總結(jié)：

沖擊環(huán)境是振動的一種非穩(wěn)態(tài)、持續(xù)時間相對較短的機(jī)械瞬態(tài)振動。

個人認(rèn)為，沖擊試驗(yàn)是電動式振動臺能實(shí)現(xiàn)的試驗(yàn)中，最難的試驗(yàn)，不能理解概念的話，就不能更好的操作控制軟件，也就不能得到良好的試驗(yàn)結(jié)果?？赡苁莻€人所涉及的沖擊試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)比較少，也有可能造成沖擊的原因很多且各不相同，對產(chǎn)品造成的效應(yīng)也不相同。由于沖擊情況復(fù)雜性，很難歸類。