高加速度沖擊激勵(lì)與試驗(yàn)技術(shù)

第1章 緒論 1
1.1 高加速度沖擊的基本概念 1
1.2 常見的高加速度沖擊現(xiàn)象 3
1.3 高加速度沖擊的利用與防護(hù) 5
1.3.1 高加速度沖擊的利用 6
1.3.2 高加速度沖擊的緩沖或隔離 8
1.4 高加速度沖擊的重要性及其研究方法 9
1.4.1 理論研究 9
1.4.2 仿真分析 13
1.4.3 試驗(yàn)研究 15
第2章 高加速度沖擊過程時(shí)域描述與分析 18
2.1 基本概念與參數(shù)定義 18
2.2 常用理想沖擊加速度波形函數(shù)與近似表達(dá) 22
2.2.1 沖擊加速度函數(shù)與波形 23
2.2.2 沖擊過程分析 29
2.2.3 無量綱速度表達(dá) 32
2.2.4 無量綱位移表達(dá) 33
2.3 沖擊脈沖的速度變化量 39
2.3.1 理想沖擊加速度脈沖的速度變化量 40
2.3.2 實(shí)測沖擊加速度脈沖速度變化量的獲取 41
2.4 時(shí)域矩分析 42
第3章 高加速度沖擊過程的頻域描述與分析 45
3.1 傅里葉頻譜與能量譜分析 45
3.1.1 半正弦理想沖擊加速度脈沖的頻譜 45
3.1.2 常見理想沖擊加速度脈沖的傅里葉幅值譜特性 46
3.1.3 實(shí)測高加速度沖擊加速度及傅里葉幅值譜特性 50
3.1.4 能量譜密度分析 52
3.2 沖擊響應(yīng)譜 52
3.2.1 沖擊響應(yīng)譜的引入 52
3.2.2 SRS 定義 53
3.2.3 SRS 基本理論 55
3.3 SRS 的數(shù)值計(jì)算方法  57
3.3.1 Smallwood 方法簡介 57
3.3.2 基于二次插值的遞歸算法 58
3.3.3 SRS 計(jì)算中的參數(shù)選擇 60
3.3.4 SRS 計(jì)算的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備合理性檢測及注意事項(xiàng) 61
3.3.5 SRS 的非唯一性  62
3.4 SRS 的形式及無量綱表達(dá) 63
3.4.1 不同形式的SRS  63
3.4.2 理想沖擊加速度脈沖SRS 的無量綱表達(dá) 64
3.5 常見沖擊信號(hào)無量綱AASRS 及特征 64
3.5.1 理想沖擊加速度脈沖的無量綱AASRS 及特征 64
3.5.2 理想沖擊加速度脈沖的無量綱SRS 比較 69
3.5.3 沖擊加速度幅值與脈寬對(duì)最大正SRS 的影響 70
3.5.4 實(shí)測沖擊加速度脈沖的AASRS  72
3.6 偽速度譜 73
3.6.1 偽速度譜的計(jì)算 73
3.6.2 PVSRS 的4CP 圖 74
3.6.3 經(jīng)典沖擊加速度脈沖的4CP PVSRS  74
3.6.4 4CP PVSRS 與被試件損傷機(jī)理 78
3.6.5 沖擊加速度脈沖峰值與脈寬對(duì)4CP PVSRS 的影響 81
3.6.6 阻尼對(duì)4CP PVSRS 的影響 83
3.6.7 實(shí)測高加速度信號(hào)的PVSRS  84
第4章 高加速度沖擊試驗(yàn)規(guī)范 86
4.1 標(biāo)稱沖擊加速度脈沖與試驗(yàn)規(guī)范 86
4.1.1 GB/T 2423.5—2019、IEC 60068-2-27：2008 標(biāo)稱沖擊脈沖 87
4.1.2 GJB 150.18A—2009 標(biāo)稱沖擊脈沖 89
4.1.3 GJB 360B—2009 的標(biāo)稱沖擊加速度脈沖及容差 90
4.1.4 波形參數(shù)及嚴(yán)酷等級(jí)的選擇 91
4.2 等效損傷原則 92
4.3 基于SRS 的試驗(yàn)規(guī)范 93
4.4 沖擊試驗(yàn)規(guī)范制定的注意事項(xiàng) 94
4.4.1 鑒定試驗(yàn)與驗(yàn)收試驗(yàn) 94
4.4.2 多次、多方向試驗(yàn)問題 95
4.4.3 關(guān)于加速?zèng)_擊試驗(yàn)問題 95
4.5 高加速度沖擊試驗(yàn)設(shè)備 96
4.5.1 跌落沖擊 96
4.5.2 擺錘沖擊 99
4.5.3 Hopkinson 壓桿沖擊 99
4.5.4 諧振模擬沖擊 106
4.5.5 靶場侵徹試驗(yàn) 107
4.5.6 各種沖擊試驗(yàn)對(duì)比 108
第5章 輕小器件高加速度沖擊激勵(lì)技術(shù) 110
5.1 碰撞速度放大器原理 111
5.1.1 常見的碰撞接觸力學(xué)理論 111
5.1.2 基于Newton 經(jīng)典接觸理論的物體碰撞 117
5.2 基于一級(jí)速度放大器的輕小器件高加速度沖擊加速度脈沖激勵(lì)技術(shù) 123
5.2.1 組成與原理 123
5.2.2 沖擊動(dòng)力學(xué)分析 125
5.2.3 典型設(shè)計(jì) 132
5.2.4 理論驗(yàn)證 140
5.2.5 仿真研究 141
5.2.6 樣機(jī)實(shí)測 144
5.2.7 驗(yàn)證測試 144
5.3 理想和實(shí)測脈沖的比較 152
5.4 用于高加速度沖擊加速度脈沖激勵(lì)的二級(jí)速度放大器 156
第6章 大負(fù)載高加速度沖擊激勵(lì)技術(shù) 159
6.1 氣體炮高加速度沖擊激勵(lì) 159
6.1.1 一級(jí)氣體炮組成與原理 159
6.1.2 一級(jí)氣體炮關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)與分析 160
6.1.3 氣體炮高加速度沖擊激勵(lì)技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn) 170
6.2 基于沖擊氣缸的高加速度垂直沖擊激勵(lì) 170
6.2.1 沖擊氣缸原理 170
6.2.2 關(guān)鍵參數(shù)估算與分析 175
6.2.3 基于氣缸的氣動(dòng)高加速度沖擊激勵(lì) 177
6.3 空氣炮技術(shù) 179
6.3.1 空氣炮的工作原理 180
6.3.2 空氣炮基本參數(shù)分析 182
6.3.3 空氣炮快排閥門 187
6.3.4 中間貫通型空氣炮 188
6.4 基于空氣炮的高加速度沖擊激勵(lì) 190
6.4.1 驅(qū)動(dòng)能量估算 192
6.4.2 空氣炮驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)重要參數(shù)分析 192
6.4.3 基于空氣炮的高加速度沖擊激勵(lì)工程設(shè)計(jì) 197
6.4.4 樣機(jī)實(shí)測 197
第7章 高加速度沖擊加速度波形整形技術(shù) 202
7.1 Hopkinson 壓桿中的高加速度脈沖波形整形技術(shù) 203
7.1.1 波形整形器的理論基礎(chǔ) 203
7.1.2 ANSYS LS-DYNA 的仿真分析設(shè)置 207
7.1.3 基于波形整形器的整形仿真 209
7.1.4 基于撞擊桿的整形仿真 211
7.1.5 Hopkinson 壓桿的沖擊脈沖整形總結(jié) 214
7.2 跌落沖擊激勵(lì)中的脈沖波形整形 214
7.3 橡膠通用波形整形器設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 219
7.4 高加速度長脈寬激勵(lì)技術(shù)探討 221
7.4.1 等壓式大負(fù)載長脈寬沖擊緩沖器 222
7.4.2 液壓爆炸模擬器 223
7.4.3 基于彈性繩或尼龍帶的長脈沖激勵(lì)技術(shù) 224
7.5 高加速度沖擊加速度波形整形實(shí)例 225
參考文獻(xiàn) 227