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振动试验分类北京西科远洋机电设备有限公司 Jeff.jiang振动试验根据模拟振动环境的不同输出不同的激励波形，根据激励波形的不同振动试验可分为：1.正弦扫频试验正弦试验是最早的振动试验，传统的扫频正弦试验通过改变信号的频率、相位和幅值来实现。
正弦试验通过正弦信号发生器改变信号的频率和幅值，控制试件在频率范围内按要求振动。
正弦扫频试验在研究结构的共振峰特性时是尤为有效的。
结构共振点上会激发出很高的响应，在共振点实行定频振动，是疲劳试验的有效手段。
美国迪飞DP SignalStar 与 北京西科 Standard 2x 正弦试验的最重要特点是使用跟踪滤波器技术，使用固定的或者比例带宽的高品质数字跟踪滤波器可以确保在存在环境噪声的情况下仍然能精确地测量和控制正弦试验。
2.谐振搜索和驻留试验谐振搜索和驻留试验，首先通过正弦扫频获取评估谐振特征的传递函数，输入频率范围、幅值阈值和最低Q值(尖锐度)参数用于判断哪些模态会被评估为谐振峰。
谐振搜索和驻留在很多机械结构的疲劳试验中非常有效。
谐振搜索和驻留自动侦测谐振峰的偏移，并自动调整正弦激励信号的频率来跟踪谐振峰的偏移。
跟踪驻留试验在高周期关键部件如涡轮机叶片和汽车曲轴的疲劳试验中非常常见。
美国迪飞DP SignalStar 与 北京西科 Standard 2x谐振搜索和驻留主要集中在结构疲劳试验上。
疲劳试验中会自动跟踪谐振峰的偏移来驻留激励，同时可以限制幅值和频率的偏离度来终止试验。
3.多正弦试验疲劳试验时，如汽车厂商的发动机部件试验，多个频率的正弦同步扫频可以大大减少试验时间。
在德国汽车制造商组织的推动下，该方法目前正越来越广泛地为其他谐波试验所应用。
依据一家知名的德国汽车制造商的要求。
多频率正弦试验已经发展为汽车发动机组件可靠性试验的一个重要方法。
这一试验方法的目的是在不影响试验效果的前提下降低试验时间和开发成本。
DP的SignalStar多频率正弦控制软件减少了试验时间，且不牺牲试验控制精度和试验效果。
基于虚拟试验场的电动汽车动力电池包随机振动试验开发研究作者：***来源：《时代汽车》2022年第09期摘要：电动车动力电池一般布置在汽车下部车身，在车辆完整的生命周期内承受路面传递的振动激励，因此振动试验是电池包设计开发中重要的一个环节。
目前主流主机厂和电池包生产厂家在进行振动试验时一般直接引用国内外主流电池包标准中指定的振动试验标准，但电池包承受的振动激励的大小与不同车型的车身和悬架结构强相关，这就导致振动试验的标准无法模拟电池包在整车上的真实使用情况。
本文介绍了一种基于虚拟试验场技术，可以无需试验样车仅通过仿真计算获得电池包实际载荷谱，然后基于损失等效原理获得电池包振动试验所需的PSD的方法，可以在项目前期开发出与整车耐久目标相匹配的电池包振动耐久试验，提高验证的精度。
关键词：虚拟试验场电池包振动试验Abstract：The electric vehicle power battery is generally arranged in the lower body of the vehicle， and bears the vibration excitation transmitted by the road during the complete life cycle of the vehicle. Therefore， the vibration test is an important part of the design and development of the battery pack. At present， mainstream OEMs and battery pack manufacturers generally directly refer to the vibration test standards specified in the domestic and foreign mainstream battery pack standards when conducting vibration tests， but the magnitude of the vibration excitation experienced by the battery pack is strongly related to the body and suspension structure of different models， which makes the vibration test standard unable to simulate the real use of the battery pack on the vehicle. This paper introduces a method based on the virtual test field technology， which can obtain the actual load spectrum of the battery pack through simulation calculation without the need for a test vehicle， and then obtain the PSD required for the vibration test of the battery pack based on the loss equivalence principle， which can be developed in the early stage of the project. A battery pack vibration durability test that matches the vehicle's durability target is carried out to improve the verification accuracy.Key words：virtual proving ground， battery pack， vibration test1 引言当前随着国家政策的支持以及电机、电池和电控三电技术的成熟发展，各大主机厂和新势力均加大了对电动智能汽车的布局和研发投入，并且销量占比也在持续增大。
冲击响应谱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。
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，冲击五音就是一系列固有频率相同的单自由度线性系统受到同一冲击鞭策积极响应的总结果。
产品受到冲击促进作用，其冲击积极响应的最大值意味著产品发生最小形变，即为试验样品存有最小的变形。
因此，冲击积极响应的最小加速度amax与产品受到冲击促进作用导致的受损及故障产生的原因轻易有关，由此带出了最小冲击积极响应五音。
3最大冲击响应谱又可以作如下细分1.正起始冲击积极响应五音（+i）就是指鞭策脉冲持续时间内，一系列被鞭策单自由度系统与鞭策脉冲同方向上发生的最小响应值。
amax(+i)与适当系统的固有频率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.负起始冲击积极响应五音（-i）就是指鞭策脉冲持续时间内，一系列被鞭策单自由度系统与鞭策脉冲反方向上发生的最大值amax（-i）与适当的系统固有频率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。
振动试验机试验中冲击谱操作方法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，都已经吧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试验的基本参数。
它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。
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。
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。
常用加速度响应谱，即输入和响应都是加速度。
所以冲击响应谱是响应加速度对系统固有频率的函数。
冲击响应谱还与系统的阻尼系数有关，MIL规范要求放大因子Q=10，相应于阻尼系数0.05。
冲击谱综合(Shock Spectra Synthesis)是以一系列不同基频的冲击分波为基础，以不同比例加以综合，以得到规定的冲击响应谱。
每一个分波的波形类似于一定基频的衰减振动曲线，这种分波的冲击响应谱在其基频附近为最高。
本系统的冲击谱综合频率范围为20～2000Hz，即2个十倍频程,冲击谱分析频率范围为5～2000Hz，即2.6个十倍频程，按规范要求，分析和综合都是以1/6倍频程为间距进行的。
分析的阻尼系数范围为 0.01～0.20，相应于放大因子Q=50～2.5，可选。
1、冲击谱综合操作方法：运行SHKTST.EXE，当进行一项新的试验项目时选“参数设置”中的“冲击谱”，将会出现：频率范围对于电动式振动台一般为2000Hz.其它各参数的意义比较明显, 显示的非零初始值为缺省值。
上述参数设置完, 系统会对上述数据进行越界检测, 如有错误将报警并自动跳到该数据位置, 便于您及时修改。
以后开始其它参数设置,冲击水平(dB)和冲击次数的设置同“经典冲击”。
然后设置冲击谱,屏幕上出现:起始频率20Hz输入频率量值单位( 0=dB/oct, 1=g)0.0 0.0 0.00.0 0.0 0.0每行每次输入3个数：下一拐点频率，量值，和单位(0=斜率dB/oct，1=冲击谱g)。
振动测试方法振动测试是一种常见的工程测试方法，用于评估结构或设备在振动环境下的性能和稳定性。
振动测试方法的选择和实施对于确保产品质量和安全性至关重要。
本文将介绍几种常见的振动测试方法，以及它们的应用范围和特点。
首先，最常见的振动测试方法之一是模态分析。
模态分析是通过激励结构并测量其振动响应，以确定结构的固有频率、振型和阻尼比。
这种方法适用于评估结构的动态特性，如自由振动频率和模态形状。
模态分析通常用于评估建筑结构、机械设备和汽车等各种工程结构。
其次，频率响应分析是另一种常见的振动测试方法。
频率响应分析通过在结构上施加不同频率的激励，并测量结构的振动响应来评估结构的频率响应特性。
这种方法适用于评估结构在不同频率下的振动特性，如共振频率、频率响应函数和频率响应谱。
频率响应分析通常用于评估建筑结构、桥梁和飞行器等工程结构。
此外，冲击响应分析也是一种常用的振动测试方法。
冲击响应分析通过在结构上施加冲击载荷，并测量结构的冲击响应来评估结构的冲击性能。
这种方法适用于评估结构在冲击载荷下的动态响应特性，如冲击响应函数和冲击响应谱。
冲击响应分析通常用于评估建筑结构、航天器和武器装备等工程结构。
最后，振动环境测试是一种综合性的振动测试方法。
振动环境测试通过模拟实际工作环境中的振动条件，并测量结构或设备在振动环境下的性能和稳定性。
这种方法适用于评估结构或设备在实际工作环境中的振动响应特性，如振动传递函数和振动响应谱。
振动环境测试通常用于评估航天器、船舶和汽车等工程结构。
综上所述，振动测试方法包括模态分析、频率响应分析、冲击响应分析和振动环境测试等多种方法。
不同的振动测试方法适用于不同的工程结构和设备，可以帮助工程师评估结构或设备在振动环境下的性能和稳定性，从而指导工程设计和改进工程质量。
振动测试方法的选择和实施应根据具体工程需求和测试目的进行综合考虑，以确保测试结果的准确性和可靠性。
航天器冲击响应谱试验模拟方法概述
高文硕;朱子宏;沈志强;郭健龙;姜强
【期刊名称】《环境技术》
【年(卷),期】2017(035)004
【摘要】文章介绍了航天器冲击谱模拟试验技术的发展过程,对目前国内外应用较广的各类冲击试验方法进行了整理和分类,从典型脉冲模拟技术,振动试验系统模拟技术,机械碰撞模拟技术和火工品装置模拟技术四个主要方面,对各类冲击技术的特点及实现方式进行了着重的分析.通过对各方法的优缺点和适用范围进行比较,给经受不同冲击环境的航天器进行试验方法选择时提供了参考.
【总页数】5页(P60-64)
【作者】高文硕;朱子宏;沈志强;郭健龙;姜强
【作者单位】北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程技术重点试验室,北京100094;北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程技术重点试验室,北京100094;北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程技术重点试验室,北京100094;北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程技术重点试验室,北京100094;北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程技术重点试验室,北京100094
【正文语种】中文
【中图分类】V416.2
【相关文献】
1.冲击响应谱绝对校准研究中冲击响应谱的计算方法 [J], 曹亦庆;李新良;秦海峰;郑喜红
2.航天器密封舱微重力对流传热与传质地面试验模拟方法理论分析 [J], 李劲东
3.载人航天器地面热试验方法研究概述 [J], 范含林;黄家荣
4.航天器姿态控制系统故障诊断方法概述 [J], 苏林;尚朝轩;刘文静
5.航天器基本特点与设计要求概述(四)——航天器的轨道设计、构形和可靠性 [J], 吴开林
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冲击响应谱试验技术冲击响应谱试验技术是现代结构工程领域常用的一种试验方法，主要用于评估建筑、桥梁和其他大型工程结构在地震等冲击载荷下的抗震性能。
以下是关于该技术的一些详细介绍：试验原理：冲击响应谱试验技术是通过在结构体系的某一部位施加正弦波冲击负载，并记录结构响应中的两个参数：加速度和速度。
根据加速度与速度之间的线性关系，可以计算出该结构在不同频率下的响应加速度和速度。
对于特定频率下的响应，可以使用标准的地震响应谱进行比较和分析，从而评估结构的抗震能力。
试验步骤：1. 在结构上确定测试点、传感器和冲击负载位置。
2. 安装传感器并测试基准响应。
这意味着在施加冲击之前，记录结构的加速度和速度响应。
3. 施加冲击载荷，并记录结构响应中的加速度和速度数据。
4. 分析测试数据并绘制冲击响应谱。
5. 基于冲击响应谱结果进行结构抗震能力评估。
试验优势：1. 对于大型结构以及在恶劣条件下进行测试的可能性较小的结构来说，冲击响应谱试验是几种试验中最适合的模拟方法。
2. 在特定频率范围内，响应结果可以准确描述结构的动态性能。
3. 通过比较实测冲击响应谱和标准地震响应谱，可以评估结构在地震条件下的实际行为。
4. 通过收集结构的响应数据，可以优化模型并验证数值模型的准确性。
试验限制：1. 试验过程中，冲击载荷必须施加在结构的合适位置，不能施加在结构刚度过大或过小的区域。
2. 如果测试点数量不够，会影响数据的准确性。
3. 在横向载荷下，结构可能会出现非线性的响应，这时候响应谱分析的准确性可能会受到一定程度的影响。
结论：随着科学技术的不断发展，冲击响应谱试验技术在结构工程领域中得到了广泛的应用。
通过冲击响应谱试验，工程师们可以更好地了解结构抗震能力，优化结构的响应性能，并提高结构在地震等重要冲击载荷下的安全性和可靠性。
电大理工
2005年2月 Dianda Ligong 第1期 总第222期
冲击响应谱控制系统在汽车测试中的应用
王欣欣马洪英
沈阳广播电视大学（沈阳 110003）
摘要冲击响应谱原理已广泛用于各种机械电子类的抗振动等测试系统，本文提出了一个在汽车测试中的一个实现方案。
关键词冲击响应谱滤波自适应控制
0 引言
在结构设计、模态分析及性能检测等工程技术领域，傅立叶频谱和冲击响应谱是分析机械冲击及抗冲击振动的重要方法，而冲击响应谱更是在工程设计中受到广泛应用。
因为通过它可以预测出冲击的潜在破坏势，在航空航天中已广泛用于各种机载设备抗冲击耐性的测试。
利用计算机控制冲击台以产生各种冲击响应谱以给设计人员一个灵活的、可重复的系统。
汽车是一个完整的工程设计产品，汽车在定型时要经过试验场内各种路况的测试，而这种测试受驾驶人员经验的影响很大，也不易做出相同的实验测试，测试汽车的设备会受到损害，有些设备可能也不太适合放在汽车上。
本文提出了一个利用计算机控制的冲击响应谱系统可以很好地解决这个问题，且可精确重复各种实验环境且根据需要可以生成模拟各种测试路况的冲击实例，不需要一个很大的试验场，可以灵活模拟各种路况而不需要对试验场进行障碍物重建，也就是说可以在实验室内完成对汽车的野外测试。
1 系统组成
图1 系统组成框图
2 工作原理
根据参考谱如实测谱或经验谱，经分析后形成冲击谱，并将冲击谱分解为多个部分，分别作用于汽车的各个车轮部位，如图2，其中 R-SRS为参考谱，C-SRS为控制谱，E-SRS谱误差，F-SRS冲击谱，写成矢量形式：F-SRS=[f1,f2,…,f n]T R-SRS=[ r1,r2,…,r n] T C-SRS=[c1,c2,…,c n]T E-SRS=[e1,e2,…,e n]T
a1
图 2 冲击响应谱控制系统示意图
由参考谱R-SRS确定子波f1 (t)、f2 (t)，…，f n (t)及其对应幅值a1、a2，…，a n，再由离散取样值合成初始波形，波形经D/A转换及模拟通道的平滑滤波、功率放大等送振动台，传感器将振动信号转换成电信号，电信号经信号放大、抗混滤波、程控放大等送A/D转换器，对采样值进行SRS分析，生成控制谱C-SRS，通过控制谱C—SRS与参考谱R—SRS 比较，得到谱误差谱E—SRS，由谱误差反馈修正子波的幅度。
上述循环过程直到控制谱和参考谱的误差满足要求为止。
系统由计算机机控制A/D、D/A、程控放大、向振动台加载冲击数据和处理运算结果等。
子波选取衰减正弦函数：f i (t)=A i exp(-a i t)sinωi t
为使实验时始末的位移，速度及加速度均为0，以确保重复试验时不出现误差，应对各子波进行补偿，较简洁的方法是加零窗函数，本系统加的是汉宁窗。
即将子波积分两次，得到位移函数，对位移函数乘上汉宁窗，再将结果微分两次就得到了补偿后的子波。
子波的个数和频率由参考谱决定，对参考谱的每个频率点，（下转第22页）
. 22 . 电大理工 总第222期
改变n 次符号。
证明：若函数f(x)恒等于零，则结论成立。
若函数f(x)不恒等于零，用反证法。
若函数f(x)在(a,b)上至多只改变n-1次符号，因为
∫
=b
a
dx x f 0)(，所以f(x)在(a,b)上至少改变一次
符号，故必存在k 个分点{x k }(1≤k ≤n-1) 使得函数f(x)在每一个小区间(a,x 1)(x 1,x 2),…(x k-1,x k )(x k ,,b )上不恒为零，且在相邻的两个小区间上改变符号。
因此函数f(x) (x ,x 1) (x ,x 2)…(x-x k )在整个区间(a,b)上保持一定的符号。
又根据题设条件有
()()()0)(21=−−−∫
dx x x x x x x x f b
a
k 1≤k ≤n-1
从而f(x) (x -x 1),(x-x 2)…(x-x k )=0；()b a x ,∈；
故有f(x)=0，()b a x ,∈，这与f(x)不恒为零矛盾。
3 Riemann 引理
定理：设f(x)在[a,b ]上可积，证明∫=∞→b a n nxdx x f 0sin )(lim ；∫
=∞→b a n nxdx x f 0cos )(lim (1)证明：由例1，则对任意的正数ξ，存在[a,b ]上的阶梯函数p(x)=m k x k -1≤x ≤x k ； k=1,2…,m 使得∫<−b a
dx x p x f 2)()(ε 又对上述ξ>0的，存在正整数N ，当n>N 时，恒有2211
ε<∑
=m
k k m n ，从而当n>N 时恒有 []∫∫+−=b a b a nxdx x p x p x f nxdx x f sin )()()(sin )( ∫∫+−≤b a b a
nxdx x p dx x p x f sin )()()( ∑∫=−+<m k x x k k k nxdx m 1
1
sin 2ε
∑=−−⋅+=m
k k k k nx nx n
m 11)cos (cos 1
2ε
∑=+<m
k k m n 1
212ε
2
2
ε
ε
+
<
=ε
所以∫=∞→b
a
n nxdx x f 0sin )(lim ,同理可证
∫=∞→b
a
n nxdx x f 0cos )(lim
参考文献
(1)张筑生.数学分析讲义.北京:北京大学出版社,1995. (2)欧阳光冲,姚允龙.数学分析.上海:复旦大学出版社.1999.
(3)江泽坚,实变函数论.北京:人民教育出版社,1979.
(4)王高雄.常微分方程.北京:高等教育出版社,1997.
(上接第20页) 选一同频的子波与之对应。
最后叠
加形成冲击信号。
只要衰减常数a i 选取合适，各个
幅值A i 经迭代收敛后，一般都能实现匹配。
当误差E （j ）在误差限度内时，匹配成功，最后生成的控制信号就满足了控制要求。
3 整个系统的工作过程
在实际测试时，由主控计算机根据参考谱R-SRS （实测谱）由SRS 分析系统处理得到的冲击谱数据，
分别向几个车轮的控制台传送，使控制台按照即定冲击谱施加冲击振动，这样就可以使汽车受到与实
际环境一致的冲击，从而达到对汽车测试的目地。
4 展望
使用本系统即可减少试验场的建设费用与改造
费用，又可以按需要产生各种实测环境不易产生的
情况，另外可以共享各厂家的试验数据以用于自己
的测试，有经验的人员可以根据经验生成一些实际环境不易出现的冲击谱，而建立系统时可以预置一
些通用测试数据，这样可以做为一个产品推向市场，从而推动我国汽车工业的发展。
参考文献
(1)Liu Jiyuan,Yang Zheqing,Shock Response Spectrum and it’s TMS320C30
(2)Implementation,the 5th international conference on spectrum technique Beijing,1993 (3)黄友仙,杨永新.用控制台模拟冲击环境的速控方法.强度与
环境,1978(3).。
