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沖擊試驗(yàn)設(shè)備的應(yīng)用與發(fā)展
沖擊試驗(yàn)
沖擊試驗(yàn)是環(huán)境與可靠性試驗(yàn)的一種，其目的就是確定產(chǎn)品在使用和運(yùn)輸過程中承受非重復(fù)性機(jī)械沖擊的適應(yīng)性，其結(jié)構(gòu)的完好性以及該產(chǎn)品耐沖擊載荷作用的可靠性。
沖擊試驗(yàn)的特點(diǎn)及應(yīng)用
沖擊可以看作是振動(dòng)環(huán)境的一種特例，分為簡單沖擊和復(fù)雜沖擊。簡單沖擊，其沖擊幅值隨時(shí)間變化的曲線按國際標(biāo)準(zhǔn)可以近似為簡單的幾何圖形，如半正弦、矩形波和鋸齒波等；復(fù)雜沖擊，其沖擊幅值隨時(shí)間變化的曲線呈復(fù)雜的衰減振蕩形。
沖擊往往會(huì)使設(shè)備激起強(qiáng)迫振動(dòng)和固有頻率響應(yīng)，使產(chǎn)品性能和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度受到不同程度的損害甚至失效。運(yùn)載火箭、飛機(jī)、船舶、車輛及各種工程機(jī)械，在其運(yùn)行時(shí)經(jīng)常受到?jīng)_擊的作用，對(duì)各自的結(jié)構(gòu)、性能以及安裝設(shè)備都將產(chǎn)生有害影響。例如航天器在完成其任務(wù)的過程中經(jīng)歷各種沖擊，航天器經(jīng)受沖擊載荷作用時(shí)，外界的能量在瞬間傳遞到航天器結(jié)構(gòu)及部件上，所產(chǎn)生的位移、速度、加速度的突然變化有可能造成航天器結(jié)構(gòu)和儀器、儀表的損害及故障，因此有必要進(jìn)行地面沖擊模擬試驗(yàn)以便盡早暴露設(shè)計(jì)或制造缺陷。
早期簡單的沖擊試驗(yàn)設(shè)備分為兩種，一種是具有可變緩沖器剛度和跌落高度的跌落式?jīng)_擊機(jī)，可于產(chǎn)生簡單沖擊波形，主要是半正弦波形;另一種是可調(diào)節(jié)重錘質(zhì)量和角度的擊式?jīng)_擊機(jī)。這些傳統(tǒng)類型的沖擊機(jī)結(jié)構(gòu)簡單但有很大的局限性，波形單一且受機(jī)械限制，控制調(diào)整困難且重現(xiàn)性差。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和試驗(yàn)控制設(shè)備的發(fā)展，采用電動(dòng)式動(dòng)臺(tái)實(shí)施沖擊試驗(yàn)具有試驗(yàn)參數(shù)準(zhǔn)確、易于控制、調(diào)節(jié)方便、精度高、可實(shí)現(xiàn)沖擊模擬和控制、使振動(dòng)臺(tái)一機(jī)多用等優(yōu)點(diǎn)。但電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)對(duì)產(chǎn)生的加速度幅值限制，一般只能做到100g振動(dòng)，推力也只能做到10T。加速度高的沖擊試驗(yàn)場合下，目前仍需借助傳統(tǒng)驗(yàn)設(shè)備。
隨著沖擊響應(yīng)譜時(shí)域匹配控制技術(shù)的發(fā)展，這種限制正在被突破，在推力的電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)上進(jìn)行大沖擊力、高加速度的沖擊試驗(yàn)正在成為可能。
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