电工电子产品冲击试验能力验证方法分析.pdf

电工电子产品冲击试验能力验证方法分析 张广志 / 中国科学院沈阳自动化研究所 摘　要　冲击试验广泛应用于航空、航天、轨道交通、汽车等领域，模拟产品在实际使用中能够承受 的冲击破坏能力。通过冲击试验评定产品结构的抗冲击能力，有效提高产品的可靠性。冲击能力验证 通过监测样品在指定条件下的最大冲击响应峰值加速度值进行评价，同时分析得出冲击试验结果的影 响因素。 关键词　冲击试验；冲击响应峰值加速度；能力验证；影响因素 0  引言 量 - 弹簧系统进行规定冲击激励，并作为该系统共 电工电子产品冲击是对产品施加短时大量级机 振频率的函数的最大加速度响应 [2] 。在激励脉冲持 械冲击脉冲应力，考核产品机械结构强度和承受冲 续时间内和结束后，与激励脉冲同方向上出现的最 击的能力。产品在经受冲击后会产生瞬态冲击响应， 大响应曲线，称为最大冲击响应谱 [2] 。 响应的大小反映产品实际承受冲击的强度 [1] 。因此， 若选用归一化频率和归一化最大响应作为坐标， 冲击试验的严酷程度可通过监测产品的冲击响应峰 则冲击响应谱对相同激励脉冲波形的冲击都适用 [3] ， 值加速度来分析 [1] 。冲击试验能力验证基于监测指 GB/T 2423.5-2019《环境试验第 2 部分 ：试验方法试 定样品的冲击响应峰值加速度来考察实验室的测试 验 Ea 和导则 ：冲击》给出了标准半正弦波脉冲的冲 能力，帮助实验室发现日常测试中存在的问题，通 击响应谱波形，如图 1 所示。 过能力验证进一步提高试验技术水平，具有十分重 1.2 最大冲击响应峰值加速度理论值 要的现实意义。 任何机械系统都可以用刚性质量块、无质量弹 1  冲击响应谱分析 簧、阻尼器三者组成的模型来表示。当一个单自由 1.1 冲击响应谱概念 度线性质量弹簧系统受到冲击脉冲激励时，质量的 加速度冲击响应谱是对一个给定的无阻尼质 响应运动可用下列微分方程来描述 ： 图1  半正弦波脉冲的冲击响应谱波形 14 国内统一刊号 CN31-1424 TB 2022/5 总第294期 ／ F t m t c t kx ( ) = ( ) + ( ) + （1） 2.1.2 测试方法 F t 式中 ： ( ) —— 冲击激励函数 ； 测试依据标准 GB/T 2423.5-2019，试验控制参 m —— 系统质量 ； 数如表 1 所示。 c —— 系统阻尼系数 ； 表1  冲击试验参数 k —— 刚度 脉冲波形 半正弦波 -2 g 从式（1）可见，单自由度系统受冲击激励后所 峰值加速度 /m·s 15 脉冲持续时间 /ms 11 产生的响应与激励脉冲的幅值、脉冲持续时间、系 统的固有频率和阻尼有关。当阻尼 c =