冲击响应谱

1简介

冲击响应谱通常简称“冲击谱”，它是工程中广泛应用的一个重要概念。国家电工委员会（IEC）、国家标准化组织(ISO)所属的技术委员会以及我国的国家标准，都已经把冲击谱作为规定冲击环境的方法之一。因此，冲击谱是对设备实施抗冲击设计的分析基础，也是控制产品冲击环境模拟实验的基本参数。

2冲击谱详解

所谓冲击谱，是将冲击源施加于一系列线性、单自由度质量-弹簧系统时，将各单自由度系统的响应运动中的最大响应值，作为对应于系统固有频率的函数而绘制的曲线，即称为冲击谱。由定义可知，冲击谱是单自由度系统受冲击作用后所产生的响应运动在频域中的特性描述。它不同于冲击源的傅里叶频谱，其区别在于：傅里叶频谱仅仅研究冲击源本身在频域中的能量分布属性，只是冲击源函数在频域中的展开，它不涉及任何一个要研究的机械系统的响应。虽然冲击频谱与傅里叶频谱两者都是频率的函数，但有着明显的区别。

换言之，冲击谱是一系列固有频率不同的单自由度线性系统受同一冲击激励响应的总结果。产品受冲击作用，其冲击响应的最大值意味着产品出现最大应力，即试验样品有最大的变形。因此，冲击响应的最大加速度Amax与产品受冲击作用造成的损伤及故障产生的原因直接相关，由此引出了最大冲击响应谱。

3最大冲击响应谱又可以作如下细分

1.正初始冲击响应谱（+I）是指激励脉冲持续时间内，一系列被激励单自由度系统与激励脉冲同方向上出现的最大响应值。Amax(+I)与相应系统的固有频率fn的关系曲线。

2.正残余冲击响应谱（+R）是指激励脉冲持续时间结束后，一系列被激单自由度系统与激励脉冲同方向上出现的最大响应值Amax（+R）与相应系统的固有频率fn的关系曲线。

3.负初始冲击响应谱（-I）是指激励脉冲持续时间内，一系列被激励单自由度系统与激励脉冲反方向上出现的最大值Amax（-I）与相应的系统固有频率fn的关系曲线。

4.负残余冲击响应谱(-R)是指激励脉冲持续时间结束后，一系列被激单自由度系统与激励脉冲反方向上出现的最大值Amax（-R）与相应的系统固有频率fn的关系曲线。

冲击响应谱反映的是环境特性，根据分析冲击响应谱，可以为设计产品的抗冲击能力提供依据。要获取冲击响应谱，首先要采集环境冲击的时域信号，然后再通过软件进行分析，获取冲击响应谱。国内外都有相应的系统可以完成这个工作。比如国内的INTEST（英泰斯特）,提供了冲击加速度时域采集、频域分析、冲击响应谱分析等多种功能，还可以在软件中生成标准脉冲的、归一化后的冲击响应谱，为工程应用提供最直接的解决方案。

4冲击响应谱技术参数

冲击响应谱试验机是用来衡量冲击运动对电工电子产品作用力的大小，考核试品在冲击环境下功能的适应性和结构完好性。

产品特点： 摆锤式结构。

plc控制预设能量自动冲击无二次冲击。 冲击能量无级可调。

计算机测量同时采集时域、频域冲击波形 结合式程序调节器，低频能量调节方便。

型号 名称 响应频率范围HZ 最大载荷kg 最大冲击响应加速度m/s2 工作台面尺寸mm 试验机外型尺寸mm 电 源 重量kg

HY-5250-12 HY-52100-12 50kg冲击响应谱试验机 100kg冲击响应谱试验机 10~5000 50 50000 600×600 1800×1600×1800 AC 380V 3KVA 3400 10~5000 100 50000 600×600 1800×1600×1800 AC 380V 3KVA 3400

经典波形冲击与响应谱的等效

请教一下经典波形冲击如果想采用响应谱冲击等效，响应谱的拐点和平直段g值如何确定？半正弦波的响应谱最大峰值约1.8倍a，后面平直段约1倍a，响应谱平直段通常应该取多少？

例如要将一个1000g，0.5ms的半正弦冲击转换成近似等效的响应谱如何转换？ 多谢了

冲击试验的历史是从半正弦冲击试验开始的，因为最简单的跌落式冲击试验的波形就近似于半正弦波。 后来发现（最早是技术比较发达的美国开始）这种试验对于不同的自振频率的试验件不公平，就像LZ描述的那样，最高的1.8倍a。于是就从美国开始，（开始于美军标MIL-STD-810D）作为通用的冲击试验标准，建议代替用了多年的半正弦波，而建议采用后段完全平直的冲击谱试验，以达到对于不同频率的试件不偏不倚的目的。

现在LZ要用较难做到的冲击谱去模拟很容易做到的但对各个频率试验件不公平的半正弦波，完全不知道是何意？

我们现在有响应谱冲击台和跌落式冲击台，但是跌落式冲击台只能做到600g，大于1ms；所以想将大g值，窄脉宽的经典脉冲转为响应谱进行试验

你可以先作出1000g 0.5ms半正弦波的冲击谱，再去近似模拟。

我知道半正弦波对应的响应谱，但是转换成通常的先正斜率，再平直段的响应谱时，拐点和平直段取值如何确定？半正弦的响应谱峰值为1.8a，后面降至1a，如果我取平直段1.8a则对产品来说过实验比较多，如果取1a则欠试验较多，中值如何取？另外拐点频率如何确定？

这是一个折衷的问题，没有十全十美的方法。应该考虑你的试验件的情况定。

1000g 0.5ms的半正弦，响应谱最高点的频率约800Hz，300~2500Hz区间高于1000g，如果选交越点300Hz，冲击谱值1000g，这种情况，对300~2500频段呈欠试验，在此频段以外正合适。

如果选交越点400Hz，谱值约1250g，则对400以下合适，400~1800Hz欠试，1800Hz以上过试。 也可能有别的办法。看你的试验件的频率落在哪个范围内定吧。重要的是有关各方都要认可。 按照您提供的标准化冲击谱图，对于1000g,0.5ms的半正弦冲击，响应谱最高点的频率不是应该是0.8*1000/0.5=1600HZ吗？

好像是800HZ

那我算错了吗？我是照着您给的那个图算的

今天看《冲击响应谱的规律》李蓓蓓这篇文章时，文中提到了对于经典的半正弦与方波两种冲击波形，它们的冲击响应谱上主要点的近似计算，里面提到计算的冲击响应谱（这个好理解，很多有限元软件就可以把一个冲击波形的冲击响应谱直接画出来）和实际的冲击响应谱（这个不知道指的是什么呢？产品实际的冲击响应不是时域的信号么，是对这个进行什么变换得到这个响应谱呢？不理解）

图中实线为估计的冲击响应谱曲线 ,虚线为实际的冲击响应谱曲线 ,两者基本拟合 图中实线是计算得到的，虚线是实际的，是不是我理解错了，它的这个实际是理论解而实线的是近似求得的？ 望大仙指教！

冲击响应谱是频域信号，不是时域。

冲击响应谱是固有频率的函数，当然是时域的了，我说的是产品实际的冲击响应是时域的信号