[发明专利]摆冲试验机谱形库构建方法以及调试方法

说明书

本发明提供一种摆冲试验机谱形库构建方法，包括以下步骤：确定摆冲试验机的冲击谱形影响因素；对于所述主要影响因素，采用多因子完全析因试验安排各因素的组合，对于所述次要影响因素，采用控制变量法进行冲击试验；进行曲线拟合，得到最优拟合曲线，进而拟合出对应的标准谱形；归纳汇总标准谱形，得到标准谱形调试数据库。优点：基于曲线拟合算法建立了便于检索、容易分析的标准谱形调试数据库，经过多个工程型号试验验证了其有效性和便捷性。此外，分析了各影响因素变化对冲击响应谱形的影响，得到摆锤式冲击响应谱试验机调试规律，有助于指导航天产品冲击响应谱试验控制谱形的快速确立，同时缩短了调试时间，降低了试验风险。

技术领域

本发明属于谱形库构建技术领域，具体涉及一种摆冲试验机谱形库构建方法以及调试方法。

背景技术

航天产品在运输、发射、在轨和回收等各种环节工作时，会经受到各类复杂冲击环境的考验。为在研制阶段检验出存在的设计问题和加工缺陷，几乎所有的航天产品均需在地面进行冲击环境模拟试验加以考核。目前典型的冲击环境模拟方法主要有3类：振动台类模拟、机械撞击类模拟和火工品爆炸类冲击模拟。相比起时域波形，频域上的冲击响应谱更能描述损伤的效果，因此，冲击响应谱作为试验规范己被广泛地用于产品的耐冲击设计与冲击环境模拟试验。

冲击响应谱试验实施过程中普遍采用传统的摆锤式冲击响应谱试验机，即：摆冲试验机。摆冲试验机具有大负载、高量级、低成本以及重复性好的优点，主要体现在：1)谐振台面较厚，且为水平方向冲击，台面各点响应量值差别小，均匀度好；2)通过调节波形发生器和缓冲垫调整响应谱拐点频率和斜率，有较宽的适应范围；3)冲击锤头的重量和提升角度可以加大，摆锤的长度可以加长，能适应较大激励能量的要求。目前国内摆冲试验机可达到最大负载质量250kg，最大冲击谱峰值5000g的能力。

尽管摆冲试验机技术比较成熟，但其谱形影响因素错综复杂，稳定性和可控性较差，再加上新研制的产品没有现成的控制谱形可借鉴，因此，为达到试验要求的控制谱形，须完全依靠试验人员的经验对试验条件进行反复试凑预调，不仅费时费力，而且会给产品试验工作的顺利实施带来了诸多的不可预计的安全隐患，严重时将会造成产品过试验或欠试验的不良后果。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种摆冲试验机谱形库构建方法以及调试方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种摆冲试验机谱形库构建方法，包括以下步骤：

步骤1，确定摆冲试验机的冲击谱形影响因素；其中，所述冲击谱形影响因素包括主要影响因素和次要影响因素；所述主要影响因素包括：摆锤提升角度、波形发生器的刚度和缓冲垫类型；所述次要影响因素包括：夹具重量和装夹螺钉数量；

步骤2，对于所述主要影响因素，采用多因子完全析因试验安排各因素的组合，即：

确定摆锤提升角度n1个水平；波形发生器的刚度由橡胶的硬度和厚度决定，选n2种橡胶硬度，选n3种橡胶厚度，一共n2*n3个波形发生器刚度水平；缓冲垫选n4种类型；其中，n1、n2、n3和n4均为自然数；

进行冲击试验，包括：(1)固定一种波形发生器刚度，设定一个摆锤提升角度，依次使所有的缓冲垫类型与之搭配进行试验；(2)继续保持波形发生器刚度，改变摆锤提升角度，再与所有缓冲垫类型搭配进行试验；(3)改变波形发生器刚度，与所有摆锤提升角度、缓冲垫类型搭配进行试验，以此类推，直到完成所有主要影响因素组合的试验；

步骤3，对于所述次要影响因素，采用控制变量法进行冲击试验，即：选取形状、材质、螺孔布局均相同但质量不同的两个夹具进行相同条件冲击试验；接着，对安装有不同固定螺钉数量的同一块夹具进行相同条件冲击试验；