如何根據(jù)GJB150A標(biāo)準(zhǔn)選擇試驗(yàn)設(shè)備 — 沖擊試驗(yàn)

MIL-STD-810H&GJB150A

MIL-STD-810H和GJB150A都是針對(duì)設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性和耐久性測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)。MIL-STD-810H是美國(guó)軍事標(biāo)準(zhǔn)，主要用于測(cè)試設(shè)備在各種極端環(huán)境下的可靠性和適應(yīng)性，包括高溫、低溫、濕度、振動(dòng)、沖擊等多種環(huán)境條件。它廣泛應(yīng)用于美國(guó)軍方的各類設(shè)備，如通信設(shè)備、車輛、武器等。

GJB150A是中國(guó)的軍用設(shè)備環(huán)境測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，與MIL-STD-810H類似，主要用于軍事裝備的環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試。它覆蓋的測(cè)試項(xiàng)目也包括溫濕度、振動(dòng)、沙塵、腐蝕等環(huán)境條件，確保裝備能夠在復(fù)雜的環(huán)境中正常運(yùn)行。

沖擊試驗(yàn)主要是在MIL-STD-810H Method 516.8/ GJB150A.18A中。

試驗(yàn)?zāi)康暮蛻?yīng)用

a)      評(píng)估裝備的結(jié)構(gòu)和功能承受裝卸、運(yùn)輸和使用環(huán)境中不常發(fā)生的非重復(fù)沖擊的能力

b)      確定裝備的易損性，用于包裝設(shè)計(jì)，以保護(hù)裝備結(jié)構(gòu)和功能的完好性

c)       測(cè)試裝備固定裝置的強(qiáng)度，該裝備安裝在可能發(fā)生碰撞的平臺(tái)上

本試驗(yàn)適用于評(píng)估裝備在其壽命期內(nèi)可能經(jīng)受的機(jī)械沖擊環(huán)境下的結(jié)構(gòu)和功能特性。機(jī)械沖擊環(huán)境的頻率范圍一般不超過(guò)10000Hz，持續(xù)時(shí)間不超過(guò)1.0s。多數(shù)機(jī)械沖擊環(huán)境作用下，裝備的主要響應(yīng)頻率不超過(guò)2000Hz，響應(yīng)持續(xù)時(shí)間不超過(guò)0.1s。

沖擊響應(yīng)譜

如果沒(méi)有測(cè)量的數(shù)據(jù)，對(duì)于功能性沖擊和墜撞安全可使用圖1中的合適的譜作為每個(gè)軸向的試驗(yàn)譜，而且沖擊時(shí)間歷程的持續(xù)時(shí)間T_e應(yīng)在表1中給出的值之間，圖1給出的譜與后峰鋸齒脈沖的沖擊響應(yīng)譜相似。

推薦的沖擊波形合成方法有兩個(gè)：一個(gè)是有限個(gè)指定頻率的衰減正弦波的疊加；另一個(gè)是有限個(gè)指定頻率的調(diào)幅正弦波(小波)的疊加。這種波形的沖擊響應(yīng)譜與圖1的沖擊響應(yīng)譜相似，沖擊波形的持續(xù)時(shí)間是表1提供的T_e的最大值。只要瞬態(tài)脈沖的響應(yīng)譜在5Hz~2000Hz頻率范圍內(nèi)等于或超過(guò)圖1給出的譜，且持續(xù)時(shí)間滿足要求，就可采用作為沖擊波形。采用經(jīng)典后峰鋸齒脈沖和梯形脈沖是在沒(méi)有測(cè)量數(shù)據(jù)情況下最低可接受的選擇。

表1：沖擊響應(yīng)譜試驗(yàn)參數(shù) (見(jiàn)圖1)

 圖1：沒(méi)有測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)使用的沖擊響應(yīng)譜

如果規(guī)定裝備除了進(jìn)行沖擊振動(dòng)試驗(yàn)外還需進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)，在試驗(yàn)剪裁時(shí)，有可能用隨機(jī)試驗(yàn)替代沖擊試驗(yàn)。在功能性沖擊中就有一個(gè)這種剪裁的例子，圖2提供了兩條加速度譜密度曲線，用來(lái)與特定的加速度譜密度試驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行比較，以確定隨機(jī)振動(dòng)是否足夠嚴(yán)酷到能替代測(cè)量的或規(guī)定的沖擊量級(jí)。從這些平穩(wěn)隨機(jī)環(huán)境加速度譜密度曲線演變而來(lái)的沖擊響應(yīng)譜包絡(luò)了圖1中相應(yīng)的沖擊響應(yīng)譜。

圖2：與圖1等效的隨機(jī)試驗(yàn)的輸入ASD

經(jīng)典沖擊脈沖

如果程序要求采用經(jīng)典沖擊脈沖，并且實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)在經(jīng)典沖擊脈沖的允差之內(nèi)，則可采用經(jīng)典沖擊脈沖，否則，不予采用。對(duì)功能沖擊和墜撞安全，可選用后峰鋸齒脈沖，后峰鋸齒脈沖的波形和允差如圖3所示。

圖3 后峰鋸齒波形參數(shù)和允差

當(dāng)沒(méi)有測(cè)量數(shù)據(jù)，且試件為飛行器設(shè)備或地面設(shè)備時(shí)，圖1給出了預(yù)計(jì)的功能性沖擊試驗(yàn)的輸入沖擊響應(yīng)譜，持續(xù)時(shí)間T_e 由表1給出。圖2提供了與圖1沖擊試驗(yàn)響應(yīng)譜等效的隨機(jī)振動(dòng)的加速度譜密度。如果試件在沖擊試驗(yàn)前已經(jīng)作過(guò)隨機(jī)振動(dòng)，先前的隨機(jī)振動(dòng)的加速度譜密度達(dá)到或超過(guò)了圖2的加速度譜密度量級(jí)，并且隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)中的功能試驗(yàn)要求又與沖擊試驗(yàn)的相同，則經(jīng)批準(zhǔn)后可不進(jìn)行功能性沖擊試驗(yàn)。

表2：后峰鋸齒脈沖試驗(yàn)參數(shù)（見(jiàn)圖3）

對(duì)需包裝的裝備或易損性試驗(yàn)，可選用對(duì)稱梯形脈沖，對(duì)稱梯形脈沖的波形和允差如圖4所示。

圖4：對(duì)稱梯形脈沖波形參數(shù)和允差

采用經(jīng)典梯形脈沖時(shí)，使處于非工作狀態(tài)的未包裝的試件承受一系列A_m=30g梯形沖擊脈沖，其持續(xù)時(shí)間（單位：s）由表3和公式確定(假設(shè)完全彈性回彈)。

式中:

H——設(shè)計(jì)跌落高度，cm

A_m——沖擊加速度峰值，g

T_D——沖擊持續(xù)時(shí)間，s

g——重力加速度，980.6cm/s²

表3：梯形波脈沖試驗(yàn)參數(shù)（見(jiàn)圖4）

推薦設(shè)備

KRD14氣動(dòng)垂直沖擊響應(yīng)譜試驗(yàn)機(jī)

用于測(cè)量和測(cè)定電工電子產(chǎn)品或包裝的抗沖擊性能，評(píng)價(jià)被測(cè)產(chǎn)品在沖擊環(huán)境中的可靠性和結(jié)構(gòu)完整性。沖擊響應(yīng)譜是一系列具有不同固有頻率的單自由度線性系統(tǒng)在同一沖擊激勵(lì)下響應(yīng)的總和。當(dāng)產(chǎn)品受到?jīng)_擊時(shí)，其沖擊響應(yīng)的最大值意味著產(chǎn)品具有最大應(yīng)力。因此，沖擊響應(yīng)譜測(cè)試儀能夠更好地模擬真實(shí)環(huán)境中所遭受的沖擊波和沖擊能量。

KRD15氣動(dòng)水平?jīng)_擊響應(yīng)譜試驗(yàn)機(jī)

最先進(jìn)的沖擊響應(yīng)譜試驗(yàn)機(jī)，采用壓縮氣體能量提供沖擊能量，推動(dòng)沖擊錘沖擊共振板，產(chǎn)生高能沖擊。與傳統(tǒng)的擺錘沖擊響應(yīng)譜測(cè)試儀相比，具有能量高、性能穩(wěn)定、可靠性高、重復(fù)性好、調(diào)整方便、安全環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。主要應(yīng)用于航天、航空、船舶等行業(yè)。

KRD11氣動(dòng)垂直沖擊/碰撞試驗(yàn)臺(tái)

設(shè)備設(shè)計(jì)先進(jìn)，自動(dòng)化程度高，可靠性高，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。該系統(tǒng)既能滿足沖擊和碰撞試驗(yàn)的要求，又能進(jìn)行常規(guī)的半正弦波、后峰鋸齒波、梯形波等波形沖擊試驗(yàn)。全氣壓驅(qū)動(dòng)沖擊，無(wú)污染，無(wú)液壓泄漏風(fēng)險(xiǎn)，保持環(huán)境清潔。

KRD12氣動(dòng)水平?jīng)_擊/碰撞試驗(yàn)臺(tái)

用于測(cè)量和確定產(chǎn)品或包裝的水平?jīng)_擊阻力，并評(píng)估試驗(yàn)裝置在水平?jīng)_擊環(huán)境中的可靠性和結(jié)構(gòu)完整性。該系統(tǒng)可以進(jìn)行常規(guī)的半正弦波、后峰鋸齒波或梯形波沖擊試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品在實(shí)際環(huán)境中所受的沖擊能量，從而改善產(chǎn)品或包裝結(jié)構(gòu)。

KRD13氣動(dòng)高能量垂直沖擊試驗(yàn)臺(tái)

是專門為滿足軍工和汽車測(cè)試的要求而設(shè)計(jì)的。該系統(tǒng)采用氣壓蓄能膨脹原理。通過(guò)調(diào)整充氣壓力，可以在短行程內(nèi)輕松執(zhí)行各種高能量沖擊加速度測(cè)試。對(duì)于更高加速度的經(jīng)典沖擊測(cè)試，它可以附加相應(yīng)的沖擊放大器以完成高峰值加速度測(cè)試。