Ударная Спектр отклика (SRS) , [1] представляет собой графическое представление шока , или любой другой вход переходных ускорение, с точки зрения того , как одной степенью свободы (SDOF) система (как масса на пружине) будет реагировать на это Вход. Горизонтальная ось показывает собственную частоту гипотетического SDOF, а вертикальная ось показывает пиковое ускорение, которому этот SDOF будет подвергаться в результате воздействия ударной нагрузки. [2]
Расчет
Самый прямой и интуитивно понятный способ создания SRS из формы ударной волны - это следующая процедура: [2]
- Выберите коэффициент демпфирования (или, что эквивалентно, коэффициент качества Q), на котором будет основываться ваша SRS;
- Выберите частоту f и предположите, что существует гипотетическая система с одной степенью свободы (SDOF) с затухающей собственной частотой f ;
- Рассчитайте (путем прямого моделирования во временной области) максимальное мгновенное абсолютное ускорение, испытываемое элементом массы вашего SDOF в любой момент во время (или после) воздействия рассматриваемого удара. Это ускорение ;
- Нарисуйте точку в точке (f, a) ;
- Повторите шаги 2–4 для многих других значений f и соедините все точки вместе в плавную кривую.
Полученный график зависимости пикового ускорения от частоты тестовой системы называется спектром ударной реакции. Часто график отображается с частотой в Гц и с ускорением в единицах g.
Пример приложения
Рассмотрим корпус компьютера, содержащий три карты с основными собственными частотами f 1 , f 2 и f 3 . Лабораторные испытания ранее подтвердили, что эта система выдерживает определенную форму ударной волны - скажем, удар от падения шасси с высоты 2 футов над твердым полом. Теперь заказчик хочет знать, выдержит ли система ударную волну другой формы - скажем, при падении шасси с высоты 4 фута над ковровым покрытием. Если SRS нового удара ниже, чем SRS старого удара на каждой из трех частот f 1 , f 2 и f 3 , то шасси, вероятно, выдержит новый удар. (Однако это не гарантируется.)
Детали и ограничения
Любая переходная форма волны может быть представлена как SRS, но взаимосвязь не уникальна; много разных переходных сигналов могут создавать одну и ту же SRS (что-то, что можно использовать с помощью процесса, называемого «синтез удара»). Из-за отслеживания только пикового мгновенного ускорения SRS не содержит всей информации о переходной форме волны, из которой она была создана. [3]
Различные коэффициенты демпфирования создают разные SRS для одной и той же формы ударной волны. Нулевое демпфирование даст максимальный отклик. Очень высокое демпфирование создает очень скучную SRS: горизонтальную линию. Уровень демпфирования демонстрируется «добротностью» Q, которую также можно рассматривать как передаваемость в случае синусоидальной вибрации. Относительное демпфирование 5% приводит к Q, равному 10. График SRS будет неполным, если на нем не указано предполагаемое значение Q. [3]
SRS мало пригодна для сценариев повреждения типа усталости, поскольку преобразование удаляет информацию о том, сколько раз достигается пиковое ускорение (и предполагаемое напряжение). [3]
Системную модель SDOF также можно использовать для характеристики силы вибраций по двум критериям:
- превышение характерных мгновенных пределов напряжений (предел текучести, предельное напряжение и т. д.). Затем мы определяем спектр экстремальной реакции (ERS), аналогичный спектру реакции на удар;
- повреждение из-за усталости после применения большого количества циклов с учетом продолжительности вибрации ( спектр усталостных повреждений (FDS)).
Как и многие другие полезные инструменты, SRS не применима к существенно нелинейным системам.
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Акроним - Акроним
- ^ a b Объяснение -Пояснение
- ^ a b c Исследования - Исследования
- Харрис, К., Пирсол, А., Справочник Харриса по ударам и вибрации, пятое издание , McGraw-Hill, (2002), ISBN 0-07-137081-1 .
- Лаланн К. Анализ механической вибрации и ударов. Том 2: Механический удар , второе издание, Wiley, 2009.
- MIL-STD-810 G, Методы испытаний на воздействие окружающей среды и технические рекомендации, 2000 г., раздел 516.6
Внешние ссылки
FreeSRS, http://freesrs.sourceforge.net/ , представляет собой общедоступный набор инструментов для расчета SRS.