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    沖擊響應譜分析(SRS)

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    沖擊響應譜分析(SRS)

    詳細介紹

    沖擊響應譜分析(SRS) 1

    圖1 用于計算SRS的多自由度系統模型的說(shuō)明

    沖擊響應譜分析(SRS) 2

    圖2 完整的倍頻程濾波器的形狀

    沖擊響應譜分析(SRS) 3

    圖3 SRS的測量量

    沖擊響應譜分析(SRS) 4

    圖4 SRS分析參數和合成參數

    沖擊響應譜分析(SRS) 5

    圖5 SRS頻譜

    沖擊響應譜(SRS)是一個(gè)瞬態(tài)加速度脈沖可能對結構造成破壞的圖示。它繪制了一組單自由度(SDOF)彈簧的峰值加速度響應，就像在剛性無(wú)質(zhì)量的基礎上一樣,質(zhì)量阻尼器系統都經(jīng)歷相同的基本激勵。每個(gè)SDOF系統具有不同的固有頻率;它們都有相同的粘滯阻尼因子。頻譜的結果是在固有頻率(水平方向)上繪制峰值加速度(垂直)得出的。一個(gè)SRS是由一個(gè)沖擊波產(chǎn)生，使用以下過(guò)程:

    • SRS的阻尼比(5%是見(jiàn)的)
    • 使用數字濾波器模擬頻率單自由度、fn和阻尼ξ。
    • 應用瞬態(tài)作為輸入，計算響應加速度波形。
    • 保留在脈沖持續時(shí)間和之后的峰值正負響應。
    • 選擇其中一個(gè)極值，并將其繪制成fn的頻譜振幅。
    • 對每個(gè)(對數間隔)fn重復這些步驟。

    由此產(chǎn)生的峰值加速度與彈簧-質(zhì)量阻尼系統固有頻率的曲線(xiàn)稱(chēng)為沖擊響應譜，簡(jiǎn)稱(chēng)SRS。

    一個(gè)SDOF機械系統由以下組件組成:

    • 質(zhì)量,米
    • 彈簧,K
    • 阻尼器,C

    Fn,固有頻率和臨界阻尼因子,ξ,描述一個(gè)應用系統,可以從上面的參數計算。

    對于小于或等于0.05的小阻尼比，頻率響應的峰值發(fā)生在fn的鄰近區域，其中Q為質(zhì)量因子，等于1/(2ξ)。

    任何瞬態(tài)波形都可以作為SRS呈現，但這種關(guān)系不是的;許多不同的瞬態(tài)波形可以產(chǎn)生相同的SRS。SRS不包含所有關(guān)于瞬態(tài)波形的信息，因為它只跟蹤峰值瞬時(shí)加速度。

    不同的阻尼比為相同的沖擊波形產(chǎn)生不同的SRS。零阻尼會(huì )產(chǎn)生的響應，而高阻尼則會(huì )產(chǎn)生較平的SRS。阻尼比與質(zhì)量因子Q有關(guān)，在正弦振動(dòng)的情況下也可以被認為是傳遞率。阻尼比為5%（ξ=0.05）時(shí)，Q值為10。如果沒(méi)有阻尼因子(或Q)，則SRS圖是不完整的。

    SRS箱的頻率間隔

    一個(gè)SRS由多個(gè)在對數頻率范圍內均勻分布的箱組成。頻率分布可以由兩個(gè)數字來(lái)定義:一個(gè)參考頻率和期望的分數倍頻間隔，如1/1、1/3或1/6。(倍頻程是頻率的兩倍)例如，250hz和500hz的頻率相差一個(gè)倍頻程， 1 kHz和2 kHz的頻率也是一樣。

    比例帶寬顯示對于分析各種自然系統，如人類(lèi)對噪聲和振動(dòng)的反應，是非常有用的。許多機械系統表現出的特征非常適合以比例帶寬分析。

    為了獲得更好的頻率分辨率，頻率范圍可以以倍頻程的一部分劃分比例間隔。例如，有1/3倍頻間隔，每個(gè)倍頻程有3個(gè)SDOF濾波器。一般來(lái)說(shuō)，對于1/N個(gè)分數倍頻程，每個(gè)倍頻程有N個(gè)帶通濾波器。

    這里1/N稱(chēng)為分數倍頻數，參考頻率是期望頻率fc1。根據參考頻率和分數倍頻數，確定了整個(gè)頻率范圍的頻率分布。

    在SRS中測量信號

    Spider SRS測試可用的測量量為：每個(gè)通道的時(shí)間流(原始數據)、捕獲的時(shí)間信號和每個(gè)通道的三個(gè)SRS。

    • 時(shí)間流:與Spider上的任何其他模式相同。時(shí)間流支持查看和記錄。它是觀(guān)察輸入信號是否在有效范圍內的一個(gè)非常有用的工具。記錄的正弦波也可以用于后處理。
    • 塊時(shí)間信號:這些是用于SRS分析的捕獲的塊信號。采集模式將控制塊時(shí)間信號的采集方式。
    • SRS:將計算每個(gè)時(shí)間塊信號的沖擊響應譜。頻譜的工程單位由輸入通道的傳感器單位確定。通常表示為三種譜類(lèi)型:正譜;負譜和極大值譜
    • 正譜:這是由于瞬態(tài)輸入而產(chǎn)生的正響應，而不涉及輸入的持續時(shí)間。
    • 負譜:這是由于瞬態(tài)輸入而引起的負響應，而不涉及輸入的持續時(shí)間。
    • 極大值譜:這是正和負譜的值的極限。它是的SRS數據類(lèi)型。log-log 極大值譜是顯示SRS普遍接受的格式。

    SRS分析參數和合成參數

    所有的SRS分析測試參數都可以在 測試設置->分析參數 中找到。FFT分析參數的定義與其他FFT測試相同。SRS參數包括:

    • 參考頻率:定義SRS譜的參考頻率。
    • SRS類(lèi)型包括值、正值和負值。
    • 分數倍頻數從1/1、1/3、1/6、1/12、1/24、1/48中選擇。
    • 低頻:定義SRS譜的頻率邊界。
    • 高頻:定義SRS譜的頻率邊界。
    • 阻尼比(%):定義阻尼比為百分比。
    • Q(質(zhì)量因子)是一個(gè)無(wú)量綱參數，它描述了激振器或共振器的阻尼情況，或等效地描述共振器相對于中心頻率的帶寬。
    • 小波窗類(lèi)型是由正弦、半窗、指數和矩形所提供的窗函數。
    • 合成：有四種可用的合成，包括高沖擊、最小加速度、用戶(hù)定義的持續時(shí)間和Mil-Std810-F標準。

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