冲击响应谱分析原理以及合成与振动控制

冲击响应谱(SRS)是一个瞬态加速度脉冲可能对结构造成破坏的图示。它绘制了一组单自由度(SDOF)弹簧的峰值加速度响应，就像在刚性无质量的基础上一样,质量阻尼器系统都经历相同的基本激励。每个SDOF系统具有不同的固有频率;它们都有相同的粘滞阻尼因子。频谱的结果是在固有频率(水平方向)上绘制峰值加速度(垂直)得出的。一个SRS是由一个冲击波产生，使用以下过程: 指定SRS的阻尼比(5%是最常见的)、使用数字滤波器模拟频率单自由度、fn和阻尼ξ。应用瞬态作为输入，计算响应加速度波形。保留在脉冲持续时间和之后的峰值正负响应。选择其中一个极值，并将其绘制成fn的频谱振幅。对每个(对数间隔)fn重复这些步骤。

由此产生的峰值加速度与弹簧-质量阻尼系统固有频率的曲线称为冲击响应谱，简称SRS。一个SDOF机械系统由以下组件组成:

①质量,米

②弹簧,K

③阻尼器,C

Fn,固有频率和临界阻尼因子,ξ,描述一个应用系统,可以从上面的参数计算。对于小于或等于0.05的小阻尼比，频率响应的峰值发生在fn的邻近区域，其中

Q为质量因子，等于1/(2ξ)。

任何瞬态波形都可以作为SRS呈现，但这种关系不是唯一的;许多不同的瞬态波形可以产生相同的SRS。SRS不包含所有关于瞬态波形的信息，因为它只跟踪峰值瞬时加速度。

不同的阻尼比为相同的冲击波形产生不同的SRS。零阻尼会产生最大的响应，而高阻尼则会产生较平的SRS。阻尼比与质量因子Q有关，在正弦振动的情况下也可以被认为是传递率。阻尼比为5%（ξ=0.05）时，Q值为10。如果没有指定阻尼因子(或Q)，则SRS图是不完整的。

★SRS箱的频率间隔

一个SRS由多个在对数频率范围内均匀分布的箱组成。频率分布可以由两个数字来定义:一个参考频率和期望的分数倍频间隔，如1/1、1/3或1/6。(倍频程是频率的两倍)例如，250hz和500hz的频率相差一个倍频程， 1 kHz和2 kHz的频率也是一样。

比例带宽显示对于分析各种自然系统，如人类对噪声和振动的反应，是非常有用的。许多机械系统表现出的特征非常适合以比例带宽分析。

为了获得更好的频率分辨率，频率范围可以以倍频程的一部分划分比例间隔。例如，有1/3倍频间隔，每个倍频程有3个SDOF滤波器。一般来说，对于1/N个分数倍频程，每个倍频程有N个带通滤波器。这里1/N称为分数倍

频数，参考频率是最低期望频率fc1。根据参考频率和分数倍频数，确定了整个频率范围的频率分布。

★在SRS中测量信号

Spider SRS测试可用的测量量为：每个通道的时间流(原始数据)、捕获的时间信号和每个通道的三个SRS。

时间流:与Spider上的任何其他模式相同。时间流支持查看和记录。它是观察输入信号是否在有效范围内的一个非常有用的工具。记录的正弦波也可以用于后处理。

块时间信号:这些是用于SRS分析的捕获的块信号。采集模式将控制块时间信号的采集方式。

SRS:将计算每个时间块信号的冲击响应谱。频谱的工程单位由输入通道指定的传感器单位确定。通常表示为三种谱类型:最大正谱;最大负谱和极大值谱最大正谱:这是由于瞬态输入而产生的最大正响应，而不涉及输入的持续时间。

最大负谱:这是由于瞬态输入而引起的最大负响应，而不涉及输入的持续时间。

极大值谱:这是正和负谱的绝对值的极限。它是最常用的SRS数据类型。log-log 极大值谱是显示SRS普遍接受的格式。

★SRS分析参数和合成参数

所有的SRS分析测试参数都可以在测试设置->分析参数中找到。FFT分析参数的定义与其他FFT测试相同。SRS参数包括:

参考频率:定义SRS谱的参考频率。SRS类型包括最大值、正最大值和负最大值。分数倍频数从1/1、1/3、1/6、1/12、1/24、1/48中选择。低频:定义SRS谱的最低频率边界。高频:定义SRS谱的最高频率边界。阻尼比(%):定义阻尼比为百分比。Q(质量因子)是一个无量纲参数，它描述了激振器或共振器的阻尼情况，或等效地描述共振器相对于中心频率的带宽。小波窗类型是由正弦、半窗、指数和矩形所提供的窗函数。合成：有四种可用的合成，包括高冲击、最小加速度、用户定义的持续时间和Mil-Std810-F标准。

★小知识

冲击响应谱分采集分析和控制两个部分。采集分析功能方面晶钻仪器提供两种款式的仪器供用户选择，一种是手持式频谱分析仪CoCo-80X，另外一种是动态数据采集分析仪Spider-80X模块。SRS控制功能用户可选择Spider-80X

或振动台控制仪Spider-81控制振动台。

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