電工電子產(chǎn)品沖擊試驗(yàn)?zāi)芰︱?yàn)證方法分析

張廣志 / 中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所

0 引言

電工電子產(chǎn)品沖擊是對(duì)產(chǎn)品施加短時(shí)大量級(jí)機(jī)械沖擊脈沖應(yīng)力，考核產(chǎn)品機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和承受沖擊的能力。產(chǎn)品在經(jīng)受沖擊后會(huì)產(chǎn)生瞬態(tài)沖擊響應(yīng)，響應(yīng)的大小反映產(chǎn)品實(shí)際承受沖擊的強(qiáng)度[1]。因此，沖擊試驗(yàn)的嚴(yán)酷程度可通過監(jiān)測(cè)產(chǎn)品的沖擊響應(yīng)峰值加速度來分析[1]。沖擊試驗(yàn)?zāi)芰︱?yàn)證基于監(jiān)測(cè)指定樣品的沖擊響應(yīng)峰值加速度來考察實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試能力，幫助實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)日常測(cè)試中存在的問題，通過能力驗(yàn)證進(jìn)一步提高試驗(yàn)技術(shù)水平，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 沖擊響應(yīng)譜分析

1.1 沖擊響應(yīng)譜概念

加速度沖擊響應(yīng)譜是對(duì)一個(gè)給定的無阻尼質(zhì)量-彈簧系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)定沖擊激勵(lì)，并作為該系統(tǒng)共振頻率的函數(shù)的最大加速度響應(yīng)[2]。在激勵(lì)脈沖持續(xù)時(shí)間內(nèi)和結(jié)束后，與激勵(lì)脈沖同方向上出現(xiàn)的最大響應(yīng)曲線，稱為最大沖擊響應(yīng)譜[2]。

若選用歸一化頻率和歸一化最大響應(yīng)作為坐標(biāo)，則沖擊響應(yīng)譜對(duì)相同激勵(lì)脈沖波形的沖擊都適用[3]，GB/T 2423.5-2019《環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Ea和導(dǎo)則：沖擊》給出了標(biāo)準(zhǔn)半正弦波脈沖的沖擊響應(yīng)譜波形，如圖1所示。

圖1 半正弦波脈沖的沖擊響應(yīng)譜波形

1.2 最大沖擊響應(yīng)峰值加速度理論值

任何機(jī)械系統(tǒng)都可以用剛性質(zhì)量塊、無質(zhì)量彈簧、阻尼器三者組成的模型來表示。當(dāng)一個(gè)單自由度線性質(zhì)量彈簧系統(tǒng)受到?jīng)_擊脈沖激勵(lì)時(shí)，質(zhì)量的響應(yīng)運(yùn)動(dòng)可用下列微分方程來描述：