Sec14_冲击响应谱分析解析

冲击响应谱绝对校准研究中冲击响应谱的计算方法
曹亦庆;李新良;秦海峰;郑喜红
【期刊名称】《计测技术》
【年(卷),期】2007(027)003
【摘要】介绍了应用于冲击响应谱绝对校准中的冲击响应谱的计算方法,该方法的实现基于MATLAB编程语言,即通过MATLAB中的仿真直接求解单自由度二阶微分方程的数值解以获得冲击响应谱的绝对复现.
【总页数】3页(P10-11,42)
【作者】曹亦庆;李新良;秦海峰;郑喜红
【作者单位】中国一航北京长城计量测试技术研究所,北京,100095;中国一航北京长城计量测试技术研究所,北京,100095;中国一航北京长城计量测试技术研究所,北京,100095;中国飞行试验研究院,陕西,西安,710089
【正文语种】中文
【中图分类】TB936
【相关文献】
1.冲击响应谱校准技术的研究 [J], 厉巍;陈永久;朱永晓
2.冲击响应谱校准技术的研究 [J], 厉巍;陈永久;朱永晓
3.基于LabVIEW的冲击响应谱校准系统研究 [J], 朱永晓;厉巍
4.一种冲击响应谱试验设备校准装置的研制 [J], 白天;赵健;闫磊
5.一种宇航继电器冲击响应谱等效计算方法的研究 [J], 宋伟;孟晓脉;王力;纪明明;纪志坡;陈永刚
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考虑谱跌的舰载设备冲击响应谱分析法
1 舰载设备冲击响应谱分析
舰载设备冲击响应谱分析是指利用有限的水中数据，如波形和能量谱，来描述信号的多模态信号分析，从而给出物理应力和船舶结构的集合反应。

从最简单的振动理论出发，尝试建立一种有效的船舶结构特征参数和船舶力学参数间的相互作用。

舰载设备冲击响应谱分析主要用来检测和预测舰载设备的效率，避免隐藏的潜在的损坏，从而达到最优的设计生物学，或者可以根据谱跌的采样数据，建立舰载设备的振动力学模型，从而更加准确、可靠地判断舰载设备的机械参数和性能参数。

2 谱跌分析法
谱跌分析法指的是用谱去评估和分析在舰载设备上进行冲击试验所获取到的信息，从而预测舰载设备在船舶结构中的行为。

该方法首先采用了Fourier变换，分析信号所处在的频率域，并把信号中的频率特征分离出来，对响应谱进行分析。

进而可以确定振动频率，并根据采样数据结构谱分析，确定信号背景的频率。

舰载设备的冲击响应谱可以用来总结舰载设备的整体响应特性，以及舰载设备和船舶结构之间的相互作用。

3 冲击响应谱分析法的应用
使用冲击响应谱分析法可以快速地分析舰载设备对结构力学变化的反应，从而精确地识别结构力学参数。

在谱跌分析中，可以快速准
确地识别和确定结构力学参数，也就是说，这种测试方法可以用来判断舰载设备的可靠性、强度和稳定性。

此外，使用这种分析法还可以确立舰载设备的性能指标，如最大承载能力、应力和压力，从而有效掌控和调整舰载设备的性能。

以上是关于舰载设备冲击响应谱分析法的相关介绍，最终能够更准确地预测和识别舰载设备的机械参数和力学特性，从而通过谱跌分析实现最佳的船舶设计和分析。

冲击响应谱培训手册一、冲击响应谱概述：冲击响应谱试验机是用于完成冲击响应谱试验的环境试验设备。

冲击响应谱是一系列频率不同、具有一定阻尼的单自由度线性系统受到冲击所产生的最大响应值与系统频率的关系曲线，它以系统的固有频率为横坐标，以其响应峰值为纵坐标，其加速度的时间历程为振荡衰减的形式，持续时间一般小于20ms，其能量分布在较宽的频率范围内。

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，从频域分析冲击对设备的损伤情况更真实有效。

冲击响应谱的用途极其广泛，其可以用做衡量冲击作用效果的尺度、可以用于冲击事件的统计分析、可以用于不同冲击波形的等效转换、可以用于试验有效性及重复性检查，也可以用于指导承受冲击作用系统的设计。

冲击响应谱对冲击脉冲的类型和产生冲击的方法没有严格的要求，实验的灵活性较大；通过对冲击响应谱的分析，可以对设备各部件所承受的最大冲击载荷有比较准确的把握，从而预测出冲击潜在的破坏。

冲击响应谱是对产品实施抗冲击设计的分析基础，在航空、航天及其它火工品科研生产和有关重大科技专项中，冲击响应谱试验已经成为必做的环境试验之一。

HSRS系统是一种气动式冲击响应谱试验机，它革新了冲击的发力方式，采用压缩气体推动冲击锤，可以产生比摆锺更大的冲击能量，占用空间小，易于安装和维修，安全性高，更换试件和波形垫方便。

本系统包含了一个基座、一块冲击谐振板、两套水平导轨、一个冲击锤、两个冲击气缸、一套台面复位装置、两套冲击缓冲垫和相应的控制仪。

在做冲击响应谱试验时，在前后座安放好相应的缓冲垫，然后将试件固定在谐振板台面上，设置好冲击锤的前冲压力和刹车时间，在前冲压力的推动下，冲击锤冲击到谐振板上，然后反弹缩回，同时谐振板上产生具有高频振荡随时间衰减的冲击波，从而完成一次试验。

前冲压力决定了冲击峰值加速度的大小，而前后波形垫决定了冲击响应谱谱形的斜率、转折频率等。

系统的控制和测量功能均通过计算机来进行。

冲击响应相频曲线（Impulse Response Phase Curve）是系统对冲击输入信号的响应在频率域中的相位随频率变化的曲线。

它是系统分析和控制工程中用来描述系统对冲击输入的频率响应特性的一种图示方式。

具体来说，冲击响应是指当系统受到单位冲击信号（单位冲激函数）作用时的响应。

这种输入是一瞬间的、瞬时的，因此它在频率域中的相频曲线提供了系统对各个频率响应的信息。

冲击响应相频曲线通常用相位角（Phase Angle）随频率的变化来表示。

相位角是描述系统响应的相对时间延迟或提前的参数。

冲击响应相频曲线可以展示系统对不同频率的输入的相位延迟或超前，从而帮助工程师更好地理解系统的动态特性。

在冲击响应相频曲线中，你可能会观察到一些特征，比如：
1.相位角随频率的变化：不同频率下系统的相位角会有所不同，这反映了系统对不同
频率输入的相位响应。

2.相频曲线的斜率：相频曲线的斜率与系统的阶数相关，可以帮助判断系统的动态特
性。

3.临界频率点：相频曲线的拐点或特殊点可能对应系统的临界频率，这是系统开始显
示动态特性的频率点。

冲击响应相频曲线是系统频率响应分析的一个重要工具，有助于工程师了解和设计系统的动态响应特性。

冲击响应谱斜率
冲击响应谱（Shock Response Spectrum，简称SRS）是一种描述结构在冲击载荷作用下的动力学特性的方法。

它通过将冲击载荷施加到一系列线性、单自由度质量-弹簧系统上，分析各系统的最大响应值，并将这些值作为对应于系统固有频率的函数绘制出来。

冲击响应谱可以用于指导舰船及其设备的抗冲击设计、评估和考核。

冲击响应谱斜率是指在冲击响应谱曲线中，曲线的斜率变化。

冲击响应谱斜率与结构的动力学特性和冲击载荷特性有关。

通常，冲击响应谱斜率可以通过以下方法计算：
1.根据冲击响应谱曲线上各点的斜率，可以得到结构在不同频率下的动力学响应特性。

2.通过比较不同冲击载荷下的冲击响应谱斜率，可以评估结构的抗冲击性能和冲击载荷对结构的影响。

3.在进行结构设计和优化时，可以利用冲击响应谱斜率来调整结构的固有频率和阻尼比，以改善结构的抗冲击性能。

总之，冲击响应谱斜率是描述结构在冲击载荷作用下的动力学特性的重要参数，通过分析冲击响应谱斜率可以了解结构在不同频率下的动力学响应特性，为舰船及其设备的抗冲击设计提供理论依据。

部组件级航天产品冲击响应谱试验述评1 概述航天产品冲击响应谱试验是对航天器构件的重要的一项环境试验，目的是确定航天器构件(元件)在按设计要求使用的各种冲击情况下的安全性能，即在飞行条件下的安全性能符合要求。

这种响应谱试验可以用引力试验和冲击—缓冲器试验来实现，从而定量地获得航天器构件承受各种冲激条件下的力学性能。

2 试验设计航天器构件冲击响应谱试验中，首先需要加载预先设计的冲击脉冲曲线，然后根据构件的特性和要求确定试验参数，冲击器的质量和有效质量，冲击波的脉冲参数，构件支撑方式等。

同时，还要将冲击源、控制系统、测量系统完善连接，并经过估算修正以保证检测精度。

3 试验监测在进行航天器构件冲击响应谱试验时，除了需要精确的参数设置外，还需要进行全程监控，既需要观察实验结果，也要及时调整实验参数和实施数据采集，以确保响应谱实验数据的准确性。

4 实验测量在航天器构件冲击响应谱试验中，应该在有限定范围内确定检测点数量，根据特定的测试要求采用不同的测量传感器，常规做法是以拉力和位移扫描的组合的方式测量，以用来随时发现构件的安全性能变化，并一旦发现变化就及时作处理。

5 运动分析当冲击波作用在构件上时，就可以研究和分析其作用过程，如位移运动曲线和载荷响应曲线等，从而得出构件在设计要求下的安全性能，是一次定性的评估。

运动分析的数据，可以被用来检查构件性能是否达到设计要求，及时合理地对其进行调整。

6 实验对比对于不同构件和不同的试验环境，它的安全性能应该以统一的标准进行比较和评估，这样才能得出数据的可比性和准确性。

因此，在进行航天器构件冲击响应谱试验中，要记录构件响应数据，并分析比较不同构件和试验环境下的变化，以更好地评估构件的安全性能。

7 结论航天器构件冲击响应谱试验的主要任务是确定航天器构件在设计要求下的安全性能，从而确保航天器在运行过程中的安全运行。

因此，要求严格设计试验参数，及时调整实验参数和实施数据采集，检测精度高，有效地监控测量实验，结合运动分析得出构件安全性能数据，实施实验数据比较，以保证航天器发射安全。

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。

基于冲击响应谱特征提取的自动机裂纹故障诊断李海广;潘宏侠;任海锋【摘要】针对武器自动机在动作过程中,机构相互碰撞产生的冲击振动信号,提出计算冲击振动信号的冲击响应谱,并提取冲击响应谱特征值,进而开展自动机部件裂纹故障识别的新方法.开展不同裂纹部件的射击试验,采集正常及故障条件下自动机部件碰撞冲击信号,并根据运动过程进行分离;计算分离后冲击信号最大冲击响应谱,根据冲击响应谱不同区域的冲击响应特征参数,提出冲击响应谱相对峰值比和相对峰值频率比的定义,并将相对峰值比、相对峰值频率比作为故障特征值进行提取;在不同裂纹故障条件下,对比故障特征值统计分布形态,完成不同故障条件的识别试验.试验结果表明,冲击响应谱特性提取可以准确有效地诊断自动机裂纹故障,是一种可以用来在线监测的新方法.【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2016(037)009【总页数】9页(P1744-1752)【关键词】兵器科学与技术;故障诊断;运动形态;冲击响应谱;相对峰值比;相对峰值频率比【作者】李海广;潘宏侠;任海锋【作者单位】中北大学机电工程学院,山西太原030051;内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室,内蒙古包头014010;中北大学机电工程学院,山西太原030051;中北大学机电工程学院,山西太原030051【正文语种】中文【中图分类】TJ06自动机是自动武器的核心组成部分，完成重新装弹和发射下一发弹的全部动作，实现连续发射的各机构的组合［1］，其工作循环一般包括:击发、活动件后坐、开锁、退壳、复进、闭锁等主要过程，正常的自动机表现出稳定性的运动特性［2］。

在高温、高压、高冲击的工作环境下，自动机会出现停射、卡涩、射速偏低等故障［3］，其中裂纹及磨损等故障是影响工作可靠性的重要因素。

传统的检测方法往往是将零部件解体，进行观察或利用超声［4］、涡流［5］、漏磁［6］等技术进行无损检测。

然而随着信号处理、动态测试及传感器技术的发展，世界各国学者普遍重视能够在机械设备运转过程中，对机械设备发生异常的部位及异常发生的原因，进行精确分析诊断的新技术。

冲击响应谱(SRS)是一个瞬态加速度脉冲可能对结构造成破坏的图示。

它绘制了一组单自由度(SDOF)弹簧的峰值加速度响应，就像在刚性无质量的基础上一样,质量阻尼器系统都经历相同的基本激励。

每个SDOF系统具有不同的固有频率;它们都有相同的粘滞阻尼因子。

频谱的结果是在固有频率(水平方向)上绘制峰值加速度(垂直)得出的。

一个SRS是由一个冲击波产生，使用以下过程: 指定SRS的阻尼比(5%是最常见的)、使用数字滤波器模拟频率单自由度、fn和阻尼ξ。

应用瞬态作为输入，计算响应加速度波形。

保留在脉冲持续时间和之后的峰值正负响应。

选择其中一个极值，并将其绘制成fn的频谱振幅。

对每个(对数间隔)fn重复这些步骤。

由此产生的峰值加速度与弹簧-质量阻尼系统固有频率的曲线称为冲击响应谱，简称SRS。

一个SDOF机械系统由以下组件组成:①质量,米②弹簧,K③阻尼器,CFn,固有频率和临界阻尼因子,ξ,描述一个应用系统,可以从上面的参数计算。

对于小于或等于0.05的小阻尼比，频率响应的峰值发生在fn的邻近区域，其中Q为质量因子，等于1/(2ξ)。

任何瞬态波形都可以作为SRS呈现，但这种关系不是唯一的;许多不同的瞬态波形可以产生相同的SRS。

SRS不包含所有关于瞬态波形的信息，因为它只跟踪峰值瞬时加速度。

不同的阻尼比为相同的冲击波形产生不同的SRS。

零阻尼会产生最大的响应，而高阻尼则会产生较平的SRS。

阻尼比与质量因子Q有关，在正弦振动的情况下也可以被认为是传递率。

阻尼比为5%（ξ=0.05）时，Q值为10。

如果没有指定阻尼因子(或Q)，则SRS图是不完整的。

★SRS箱的频率间隔一个SRS由多个在对数频率范围内均匀分布的箱组成。

频率分布可以由两个数字来定义:一个参考频率和期望的分数倍频间隔，如1/1、1/3或1/6。

(倍频程是频率的两倍)例如，250hz和500hz的频率相差一个倍频程， 1 kHz和2 kHz的频率也是一样。

冲击响应谱自适应控制系统
刘纪元;王海深
【期刊名称】《遥测遥控》
【年(卷),期】1996(017)003
【摘要】在分析冲击响应谱和匹配机理的基础上，提出一种用ＴＭＳ３２０Ｃ３０数字信号处理板实现串行滤波代替大量并行数字滤波器的方法，并给出以Ｃ３０板为运算核心，微型计算机为控制核心的冲击响应谱闭环控制诉实现方案。

【总页数】4页(P34-37)
【作者】刘纪元;王海深
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TH113.1
【相关文献】
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3.基于低频振子与傅里叶变换相结合的低频冲击响应谱修正方法 [J], 杨宁;王鹏;张磊;闫明
4.冲击响应谱自适应控制系统 [J], 刘纪元;王海深;刘剑锋;杨者青
5.基于LabVIEW的冲击响应谱分析的实现方法 [J], 魏建波;孙志红;贺娜;韩福江因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

冲击响应谱容差曲线
冲击响应谱容差曲线通常用于描述结构在地震等冲击性负载下的响应特性。

容差曲线是对结构在不同地震波形下的冲击响应谱的统计分析，它考虑了一系列地震波形对结构响应的影响。

以下是冲击响应谱容差曲线的一般概念和涉及的关键术语：
冲击响应谱（Impulse（Response（Spectrum）：（冲击响应谱描述了结构在单一单位冲击负载下的响应，通常是加速度与时间的关系。

它是地震工程中用于分析结构动力响应的一种工具。

容差曲线（Envelop（Curve）：（容差曲线是多个冲击响应谱的统计总结，以考虑不同地震波形的影响。

通过考虑不同地震事件的变化，容差曲线提供了结构在实际地震中可能遇到的不同响应的范围。

容差 Enveloping）：（容差是通过比较多个冲击响应谱来获得的，以确定在给定概率水平下，结构响应的可能范围。

容差曲线通常由最小和最大响应谱之间的包络线构成。

容差曲线的构建可以通过以下步骤进行：
采集一系列地震波形，代表可能的地震事件。

对每个地震波形计算相应的冲击响应谱。

在每个频率点上比较所有冲击响应谱，选择最大和最小响应。

构建容差曲线，这是最小和最大响应之间的包络线。

这样的容差曲线提供了对结构在实际地震中可能的变化响应的一种统计描述。

它在地震工程设计中有助于更全面地了解结构的性能。

请注意，这是一个简要的概述，具体的方法和标准可能根据特定的地震工程规范和要求而有所不同。

中低频冲击响应谱测量技术综述
曾泽璀;闫明;赵鹏铎;张磊
【期刊名称】《造船技术》
【年(卷),期】2016(000)004
【摘要】实战中海军舰艇的抗冲击能力是极其重要的作战性能指标,而冲击响应谱则是设计爆炸冲击防护的基础,完整正确的冲击响应谱对分析受冲击系统的本身特性有着十分重要的作用,能够暴露出海军舰艇在材料结构和工艺方面的缺陷.为了进一步保证在低频区域冲击响应谱测量值的准确性,从而更好判断舰艇设备的抗冲击性能,系统梳理了中低频冲击谱测量研究的研究现状、问题对策和发展前景.首先对传感器测量中低频冲击谱时存在问题及解决方法进行综述;并对新型加速度计结构及原理进行分析;同时对低频冲击谱传统测量仪器的改进结构及测量方法进行阐述;最后对目前中低频冲击谱测量技术进行总结并展望未来.
【总页数】5页(P30-33,41)
【作者】曾泽璀;闫明;赵鹏铎;张磊
【作者单位】沈阳工业大学机械工程学院,辽宁沈阳110870;沈阳工业大学机械工程学院,辽宁沈阳110870;海军装备研究院,北京100073;海军装备研究院,北京100073
【正文语种】中文
【中图分类】O347
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5.基于低频振子与傅里叶变换相结合的低频冲击响应谱修正方法 [J], 杨宁;王鹏;张磊;闫明
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