Спектр ударной реакции

Представление SRS переходного входного сигнала, показанного выше в форме SRS.

Спектр реакции на удар (SRS) ^[1] представляет собой графическое представление удара или любого другого кратковременного ускорения в терминах того, как система с одной степенью свободы (SDOF) (например, масса на пружине) будет реагировать на этот вход. Горизонтальная ось показывает собственную частоту гипотетической SDOF, а вертикальная ось показывает пиковое ускорение, которое эта SDOF будет испытывать в результате удара. ^[2]

Расчет

Наиболее прямым и интуитивно понятным способом создания SRS из ударной волны является следующая процедура: ^[2]

1. Выберите коэффициент затухания (или, что эквивалентно, коэффициент качества Q), на котором будет основана ваша SRS;
2. Выберите частоту f и предположим, что существует гипотетическая система с одной степенью свободы (SDOF) с затухающей собственной частотой f  ;
3. Рассчитайте (путем прямого моделирования во временной области) максимальное мгновенное абсолютное ускорение, испытываемое элементом массы вашей SDOF в любой момент времени во время (или после) воздействия рассматриваемого удара. Это ускорение равно ;
4. Нарисуйте точку в точке (f,a) ;
5. Повторите шаги 2–4 для многих других значений f и соедините все точки в плавную кривую.

Полученный график пикового ускорения в зависимости от частоты испытательной системы называется спектром ударного отклика. Он часто строится с частотой в Гц и ускорением в единицах g

Пример заявки

Рассмотрим компьютерный корпус, содержащий три платы с основными собственными частотами f ₁ , f ₂ и f ₃ . Лабораторные испытания ранее подтвердили, что эта система выдерживает определенную ударную волну — скажем, удар от падения корпуса с высоты 2 футов над твердым полом. Теперь клиент хочет знать, выдержит ли система другую ударную волну — скажем, от падения корпуса с высоты 4 футов 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 корпус, скорее всего, выдержит новый удар. (Однако это не гарантируется.)

Подробности и ограничения

Любая переходная форма волны может быть представлена ​​как SRS, но эта связь не является уникальной; множество различных переходных форм волны могут создавать одну и ту же SRS (чем можно воспользоваться с помощью процесса, называемого «Ударный синтез»). Из-за отслеживания только пикового мгновенного ускорения SRS не содержит всей информации в переходной форме волны, из которой она была создана. ^[3]

Различные коэффициенты затухания создают различные SRS для одной и той же формы ударной волны. Нулевое затухание создаст максимальный отклик. Очень высокое затухание создает очень скучную SRS: горизонтальная линия. Уровень затухания демонстрируется «добротным фактором», Q, который также можно считать передаточной способностью в случае синусоидальной вибрации. Относительное затухание 5% дает Q, равный 10. График SRS будет неполным, если в нем не указано предполагаемое значение Q. ^[3]

SRS малопригодна для сценариев повреждений усталостного типа, поскольку преобразование удаляет информацию о том, сколько раз достигается пиковое ускорение (и предполагаемое напряжение). ^[3]

Модель системы SDOF также может быть использована для характеристики интенсивности вибраций по двум критериям:

• превышение характерных пределов мгновенного напряжения (предел текучести, предел прочности и т. д.). Затем мы определяем спектр экстремального отклика (ERS), аналогичный спектру ударного отклика;
• усталостное повреждение после приложения большого количества циклов, при этом учитывается продолжительность вибрации ( Спектр усталостного повреждения (FDS)).

Как и многие другие полезные инструменты, SRS неприменима к существенно нелинейным системам.

Смотрите также

• Регистратор данных удара
• Детектор удара

Ссылки

1. Акроним- Акроним
2. Объяснение-Объяснение
3. 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 механических вибраций и ударов. Том 2: Механический удар , второе издание, Wiley, 2009.
• MIL-STD-810 G, Методы испытаний на воздействие окружающей среды и технические рекомендации, 2000, раздел 516.6

Внешние ссылки

FreeSRS, http://freesrs.sourceforge.net/, представляет собой общедоступный набор инструментов для расчета SRS.