航天器組件高量級沖擊環(huán)境的一種評估方法

楊新峰, 鄒軼群, 鄧衛(wèi)華, 扈勇強(qiáng), 單悌磊, 張玉梅

(航天東方紅衛(wèi)星有限公司,北京 100094)

航天器組件高量級沖擊環(huán)境的一種評估方法

楊新峰, 鄒軼群, 鄧衛(wèi)華, 扈勇強(qiáng), 單悌磊, 張玉梅

(航天東方紅衛(wèi)星有限公司,北京 100094)

針對不同沖擊響應(yīng)譜下航天器組件的加速度和應(yīng)變進(jìn)行了測量和研究，分析了沖擊響應(yīng)譜頻率對沖擊力傳遞的影響，以及組件本身結(jié)構(gòu)頻率與沖擊力傳遞的關(guān)系，按應(yīng)變等效準(zhǔn)則，提出了一個(gè)把組件沖擊響應(yīng)譜轉(zhuǎn)化為沖擊試驗(yàn)規(guī)范譜的方法。不同沖擊響應(yīng)譜的應(yīng)變數(shù)據(jù)驗(yàn)證表明，該方法可以有效地把組件高量級的沖擊響應(yīng)譜轉(zhuǎn)化為低量級的沖擊試驗(yàn)規(guī)范條件，為航天器組件在高量級沖擊下的影響評估和驗(yàn)證提供一條途徑。

高量級沖擊；沖擊響應(yīng)譜；沖擊試驗(yàn)規(guī)范；沖擊力傳遞

0 引 言

航天器與運(yùn)載火箭之間的連接包帶爆炸解鎖以及航天器本身攜帶的火工品爆炸解鎖會(huì)給航天器帶來嚴(yán)厲的沖擊環(huán)境，沖擊載荷一般表現(xiàn)為短時(shí)瞬態(tài)、高頻和高量級的特點(diǎn)[1-2]，可對含有敏感器件(如繼電器、晶振、微電子芯片等)以及脆性材料的組件造成損傷[3-4]，因此航天器發(fā)射前,需要對航天器組件能否承受高量級沖擊載荷進(jìn)行充分的分析和評估。

對沖擊的分析和評估可以借助仿真分析和試驗(yàn)的手段。目前，火工沖擊過程的仿真分析主要有有限元法、統(tǒng)計(jì)能量法、光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)法以及Hydrocodes等方法[5-9]，但由于火工沖擊的非線性、復(fù)雜性，航天器的火工沖擊響應(yīng)的準(zhǔn)確建模預(yù)示還是比較困難[1,10]，因此在航天工程上，通常通過沖擊試驗(yàn)?zāi)M和驗(yàn)證來保證沖擊環(huán)境下組件的可靠性。鑒于航天器上不同部位的沖擊量級和頻譜特性差別很大，而實(shí)際的沖擊響應(yīng)譜曲線也很難精確地模擬，航天器組件的沖擊試驗(yàn)一般按沖擊試驗(yàn)規(guī)范條件進(jìn)行[11],沖擊試驗(yàn)規(guī)范條件中的中高頻為平直沖擊譜,用此平直沖擊譜覆蓋組件的沖擊響應(yīng)譜最大量級來考核驗(yàn)證。這種試驗(yàn)方法能基本達(dá)到航天器上大部分組件的沖擊試驗(yàn)驗(yàn)證要求，但航天器上一些組件尤其處于沖擊源近場的組件其沖擊響應(yīng)譜量級很高，可到達(dá)4000g以上的高量級，大大超出了一般航天器組件的平直沖擊譜規(guī)范條件。

對于幾千g量級及其以上的高量級沖擊不僅地面試驗(yàn)設(shè)備能力難以達(dá)到,而且以如此高量級的平直譜條件試驗(yàn)?zāi)M也往往超出組件的實(shí)際沖擊環(huán)境影響，表現(xiàn)為中低頻的量級超出實(shí)際沖擊環(huán)境，造成過試驗(yàn)，可能帶來不必要的損傷。同時(shí)，實(shí)際環(huán)境在高頻段的極高量級地面試驗(yàn)一般很難模擬達(dá)到，又可能導(dǎo)致高頻的欠試驗(yàn)。目前，如何合理的分析評估高量級沖擊對組件的影響仍是待研究的問題。美國軍用標(biāo)準(zhǔn)(MIL-STD-1540C)[12 ]以及我國軍用標(biāo)準(zhǔn)(GJB-1027A-2005)[13]中都給出免做組件鑒定沖擊試驗(yàn)的條件之一為2000 Hz以上所有頻率的最大期望沖擊譜的加速度g值小于0.8乘以頻率的值，表明了2000 Hz以上高頻沖擊影響可以某種程度上忽略。俞佳江等[14]把基于沖擊響應(yīng)譜峰值計(jì)算而來的最大位移作為評估單機(jī)所受沖擊響應(yīng)的程度，通過某衛(wèi)星高量級沖擊實(shí)測數(shù)據(jù)的位移計(jì)算，認(rèn)為雖然此衛(wèi)星地面沖擊試驗(yàn)量級(平直譜800g)小于星上沖擊響應(yīng)譜最高加速度量級，但按位移估算此衛(wèi)星地面沖擊試驗(yàn)?zāi)芨采w星上產(chǎn)品所受的高量級沖擊環(huán)境。這說明星上高量級沖擊譜產(chǎn)生的沖擊作用可能沒有那么大,以地面沖擊試驗(yàn)覆蓋星上最大沖擊量級有可能帶來超出實(shí)際的過分嚴(yán)厲考核。沖擊試驗(yàn)與實(shí)際沖擊環(huán)境的差異也說明沖擊環(huán)境下的載荷作用機(jī)理還沒十分清楚，還不能精確地為沖擊試驗(yàn)提供依據(jù)。那么，星上高量級沖擊響應(yīng)譜對組件的作用如何評估，它等價(jià)于多大的地面沖擊試驗(yàn)規(guī)范條件？本文通過試驗(yàn)測試和數(shù)據(jù)分析，研究提出一種把高量級沖擊響應(yīng)譜轉(zhuǎn)化為地面沖擊試驗(yàn)規(guī)范譜的方法，為航天器組件地面沖擊評估與驗(yàn)證提供依據(jù)。

1 沖擊響應(yīng)譜的頻率影響分析

航天器的沖擊試驗(yàn)與分析通常以沖擊加速度計(jì)量，尤其以沖擊響應(yīng)譜的最大加速度量級來判別沖擊的嚴(yán)厲程度，然而，沖擊對組件的作用還是通過組件安裝界面的力傳遞的，因此，分析沖擊下的組件應(yīng)變規(guī)律可以研判沖擊傳遞給組件的力大小，進(jìn)而可以分析頻率對沖擊力傳遞的影響。為具體觀測沖擊譜不同頻率下的應(yīng)變特性，模擬常見航天設(shè)備的動(dòng)態(tài)特性，設(shè)計(jì)試驗(yàn)組件，如圖1所示，質(zhì)量約5.5 kg，試驗(yàn)測試得到其一階橫向頻率約為280 Hz。使用此組件進(jìn)行不同沖擊譜的沖擊試驗(yàn)，在組件根部粘貼應(yīng)變片，在組件安裝處安裝加速度計(jì)，分別測量沖擊試驗(yàn)中的應(yīng)變和加速度。

圖1 沖擊試驗(yàn)中的試驗(yàn)件Fig.1 Test specimen in shock testing

為定性分析沖擊頻譜對組件應(yīng)變的作用,從組件多次沖擊試驗(yàn)中選取沖擊響應(yīng)譜最大加速度量級相近的沖擊工況進(jìn)行分析。圖2為組件兩次沖擊(工況 c1h-d400-1和工況c1h-shoudong-2)的加速度響應(yīng)譜的對比，兩工況沖擊試驗(yàn)的沖擊響應(yīng)譜最大量級相當(dāng)，都為840g左右，對應(yīng)頻率在6500 Hz～7500 Hz。但在1000 Hz以下工況 c1h-d400g-1的沖擊加速度量級明顯高于工況 c1h-shoudong-2的沖擊加速度量級，在525 Hz處沖擊量級相差約25 dB。在兩工況沖擊下，組件根部的應(yīng)變時(shí)域值大小比較見圖3?？梢妰纱螞_擊的應(yīng)變大小差別很大，工況c1h-d400g-1沖擊的應(yīng)變幅值約為700微應(yīng)變，工況c1h-shoudong-2沖擊的應(yīng)變幅值約為70微應(yīng)變，大約相差10倍。兩次沖擊的沖擊譜最大加速度相當(dāng)?shù)珣?yīng)變差異較大，說明沖擊產(chǎn)生的力與頻率相關(guān)，并不單由最大沖擊響應(yīng)加速度量級確定。按最大沖擊響應(yīng)量級[14]的位移來考核沖擊的嚴(yán)厲程度還不全面。

圖3 工況c1h-d400-1和工況c1h-shoudong-2沖擊應(yīng)變Fig.3 Shock strain values for case c1h-d400g-1 and case c1h-shoudong-2

組件的多次沖擊中， 工況c1h-shoudong-1和工況 c1h-shoudong-2兩次沖擊響應(yīng)譜最大加速度量級不同，但兩工況3000 Hz以下(A1測點(diǎn))的沖擊響應(yīng)譜相當(dāng)(見圖4)，其中3000 Hz以上沖擊響應(yīng)譜最大量級分別約為840g和414g，相差426g(大約2倍)。然而，工況c1h-shoudong-1和工況 c1h-shoudong-2的兩次沖擊中應(yīng)變大小相當(dāng)(見圖5)，應(yīng)變的時(shí)域最大值分別為58微應(yīng)變和50微應(yīng)變。這說明應(yīng)變主要由低頻沖擊響應(yīng)引起， 沖擊中的高頻響應(yīng)引起的應(yīng)變與力較小。

圖4 工況c1h-shoudong-1和工況c1h-shoudong-2 沖擊響應(yīng)譜Fig.4 Shock response spectrums for case c1h-shoudong-1 and case c1h-shoudong-2

對沖擊下組件的應(yīng)變進(jìn)行進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，應(yīng)變響應(yīng)與組件結(jié)構(gòu)主頻率相關(guān)，以工況 c1h-d400-1沖擊為例，其應(yīng)變的傅立葉變換如圖6所示，可以看出，應(yīng)變在組件主頻率280 Hz處具有較大的值，即組件共振區(qū)域是應(yīng)變的主要貢獻(xiàn)者。在組件沖擊試驗(yàn)中，組件上應(yīng)變是通過撞擊基礎(chǔ)帶動(dòng)組件突然運(yùn)動(dòng)而引起的，基于位移與應(yīng)變的相關(guān)性，其沖擊位移也會(huì)在組件共振區(qū)域最大。

圖6 工況 c1h-d400-1沖擊應(yīng)變的傅立葉變換譜Fig.6 Fourier transform of shock strain for case c1h-d400-1

上述分析說明，沖擊響應(yīng)譜的加速度量級在高頻段可能很高，但并不產(chǎn)生較大的變形，意味著高頻段沖擊譜不傳遞較大的沖擊力，而低頻段沖擊響應(yīng)譜將會(huì)產(chǎn)生較大的變形，表明低頻段沖擊譜對組件傳遞較大沖擊力，尤其在組件一階主頻率處產(chǎn)生較大沖擊力。

2 沖擊響應(yīng)譜與試驗(yàn)規(guī)范條件的等價(jià)分析

2.1 基于頻率的沖擊響應(yīng)譜轉(zhuǎn)換分析

組件上應(yīng)變大小反映了沖擊對組件作用大小。數(shù)據(jù)分析說明沖擊產(chǎn)生的力并不單由最大沖擊響應(yīng)量級確定，高頻處的沖擊加速度量級比較大，但沖擊應(yīng)變及力并不大。應(yīng)變及力主要由低頻段沖擊響應(yīng)引起，沖擊中應(yīng)變與力隨著頻率增高而減小。沖擊的作用表現(xiàn)為頻率與量級的綜合作用。

為反映頻率的影響規(guī)律，把組件沖擊加速度響應(yīng)譜除以頻率的平方，轉(zhuǎn)換為位移的量綱。根據(jù)沖擊響應(yīng)譜的定義，這個(gè)位移不是組件的真實(shí)位移，本文稱之為轉(zhuǎn)換位移，用以描述沖擊下位移的大小程度。那么，組件沖擊加速度響應(yīng)譜的轉(zhuǎn)換位移為

(1)

式中:S為沖擊加速度響應(yīng)譜，隨頻率f而變化。

根據(jù)組件沖擊試驗(yàn)的應(yīng)變響應(yīng)特性，上述轉(zhuǎn)化位移也同樣會(huì)在組件一階主頻處最大。對于很多航天器組件，一階模態(tài)是組件的主導(dǎo)模態(tài)，可以簡化為按單一主模態(tài)組件處理。對于單一主模態(tài)組件，轉(zhuǎn)化位移可以借用振動(dòng)響應(yīng)中的放大因子Q來考慮一階主模態(tài)頻率的影響。那么，考慮組件主模態(tài)頻率影響的沖擊加速度響應(yīng)譜的轉(zhuǎn)換位移為

(2)

對全頻段的轉(zhuǎn)換位移進(jìn)行求和，得到組件沖擊加速度響應(yīng)譜的累計(jì)轉(zhuǎn)換位移

(3)

式中:Dr為由沖擊加速度響應(yīng)譜計(jì)算而來的累計(jì)轉(zhuǎn)換位移。求和的頻率范圍由沖擊響應(yīng)譜處理的最低和最高頻率決定，一般為100～10000 Hz。累計(jì)轉(zhuǎn)換位移與組件沖擊形變相關(guān)聯(lián)，累計(jì)位移大則沖擊形變大，即沖擊作用力大。

根據(jù)以上轉(zhuǎn)換公式，相比于沖擊加速度響應(yīng)譜，沖擊轉(zhuǎn)換位移或累計(jì)轉(zhuǎn)換位移也考慮了高頻的影響，但高頻的影響減小了。

2.2 試驗(yàn)規(guī)范條件的轉(zhuǎn)換分析

航天器組件沖擊試驗(yàn)一般按沖擊試驗(yàn)規(guī)范條件[11,15]進(jìn)行。沖擊試驗(yàn)規(guī)范條件見圖7，規(guī)范中低頻段范圍為f1～f2,Φ1為低頻段上升斜率，常見為+6 dB/oct，規(guī)范的中高頻段范圍為f2～f3,是規(guī)范中主要頻段，為平直譜，因此這種沖擊試驗(yàn)規(guī)范條件又可稱為平直譜條件。航天器沖擊試驗(yàn)規(guī)范條件的平直段量級一般為一定值，如多數(shù)衛(wèi)星以平直段量級1000g對衛(wèi)星組件進(jìn)行沖擊鑒定試驗(yàn)(即Φ2=1000g)。

圖7 沖擊試驗(yàn)規(guī)范條件Fig.7 Shock test standard specification

若沖擊試驗(yàn)規(guī)范條件中的低頻段某頻率f的量級為Φi，它與平直段Φ2的關(guān)系為

(4)

有

(5a)

因此給定平直譜量級即可確定整個(gè)沖擊試驗(yàn)輸入譜。一般Φ1=6，則頻率f1-f2之間的沖擊譜量級為

(5b)

鑒于沖擊試驗(yàn)規(guī)范條件也是加速度譜，可按上述同樣方法把組件沖擊試驗(yàn)規(guī)范條件轉(zhuǎn)化為累計(jì)轉(zhuǎn)換位移

(6)

Dt為由沖擊試驗(yàn)規(guī)范條件計(jì)算而來的累計(jì)轉(zhuǎn)化位移，Φ2為沖擊加速度試驗(yàn)規(guī)范的平直譜量級。型號文件中，f1一般為100 Hz，f3一般為4000 Hz，目前，f2的值在各型號中不完全相同(如600 Hz、800 Hz等)，具體根據(jù)型號規(guī)定而定。

Dt=Φ2c

(7)

2.3 等價(jià)關(guān)系公式

航天器上的組件沖擊響應(yīng)譜用地面規(guī)范條件驗(yàn)證或評估時(shí)，可以以產(chǎn)生的累計(jì)轉(zhuǎn)化位移相等來等效，也相當(dāng)于沖擊中傳遞的力等效。因此，把式(3)和式(7)相等，得到與沖擊響應(yīng)譜等效的沖擊加速度試驗(yàn)規(guī)范的平直譜量級

(8)

式(8)把組件實(shí)際經(jīng)歷的沖擊響應(yīng)譜S可以等價(jià)于一定量級的沖擊試驗(yàn)規(guī)范條件。以沖擊工況c1h-03mp-a1為例，其沖擊測試得到?jīng)_擊響應(yīng)譜如圖8所示，最大量級約為4505g，最大量級的頻率約在6684 Hz，并且630 Hz以后都大于1000g。用式(8)等效后，計(jì)算得到工況c1h-03mp-a1沖擊響應(yīng)譜的等效沖擊試驗(yàn)規(guī)范條件為978.5g。此量級遠(yuǎn)小于沖擊響應(yīng)譜最高量級4505g，等效后的沖擊輸入譜量級以及譜型和誤差要求則是試驗(yàn)設(shè)備能力和試驗(yàn)控制技術(shù)能夠達(dá)到的和保證的?；谠囼?yàn)規(guī)范條件的沖擊試驗(yàn)是航天器組件經(jīng)常開展的地面沖擊驗(yàn)證試驗(yàn)，航天組件及其零部件在規(guī)范試驗(yàn)條件下的沖擊規(guī)律和效應(yīng)也累積了大量經(jīng)驗(yàn)與數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)師具有對規(guī)范沖擊的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)。高量級的響應(yīng)譜如果能與沖擊規(guī)范試驗(yàn)條件建立聯(lián)系，則為航天器組件在高量級沖擊下的影響評估和驗(yàn)證提供一條途徑。

圖8 工況c1h-03mp-a1沖擊響應(yīng)譜Fig.8 Shock response spectrum for case c1h-03mp-a1

沖擊等效式(8)是基于一階模態(tài)為主的結(jié)構(gòu)件沖擊響應(yīng)規(guī)律得到的，對于分散模態(tài)的結(jié)構(gòu)件及其不同模態(tài)頻率處的沖擊響應(yīng)特性本次研究測試還沒有涉及,因此上述的高量級沖擊等效公式主要適用于單一模態(tài)為主的航天器組件。

沖擊產(chǎn)生的作用與影響有多種，較大的沖擊載荷可能造成結(jié)構(gòu)或材料的斷裂破壞，或者材料發(fā)生了塑性變形。然而，在航天器火工品解鎖帶來的沖擊環(huán)境中，沖擊載荷引起的結(jié)構(gòu)破壞比較少見[1,16]，主要是引起航天器組件中的元器件等部件的失效，一般是電性能的失效。對于元器件級的沖擊破壞機(jī)理研究的報(bào)導(dǎo)還比較少，有待進(jìn)一步研究。然而，分析傳遞至元器件的沖擊載荷大小與特性可幫助開展元器件沖擊失效機(jī)理的研究。因此，探索航天器沖擊載荷的傳遞特性，逐步確定至元器件的沖擊載荷及其頻譜特性是重要的和必要的。本文從組件級別上分析航天器沖擊載荷的傳遞特性，為進(jìn)一步研究元器件沖擊失效機(jī)理提供了基礎(chǔ)。

3 驗(yàn)證分析

利用試驗(yàn)件開展了6次不同沖擊譜的驗(yàn)證測試，這6次沖擊工況的沖擊響應(yīng)譜如圖9所示。其中工況c1h-d400-1拐點(diǎn)約在600 Hz，譜型較平，近似于沖擊規(guī)范條件488g的沖擊試驗(yàn)，代表試驗(yàn)量級488g的平直譜條件。其他工況均在某些頻點(diǎn)存在較大峰值，與星上火工品解鎖設(shè)備處的沖擊響應(yīng)譜近似。

圖9 6次沖擊工況的沖擊響應(yīng)譜Fig.9 Shock response spectrums for 6 shock test cases

以工況c1h-d400-1試驗(yàn)量級488g作為基準(zhǔn)，把其它工況的應(yīng)變與工況c1h-d400-1的應(yīng)變相比，則可得到基于應(yīng)變的各工況沖擊規(guī)范量級。例如，某一工況沖擊的應(yīng)變是工況c1h-d400-1的應(yīng)變的2倍，則此工況的沖擊規(guī)范試驗(yàn)量級為488g的2倍，即976g。

6次沖擊的測得時(shí)域應(yīng)變見圖10，各工況的沖擊應(yīng)變平均幅值見表1。其中，工況c1h-d400-1沖擊在組件上的產(chǎn)生應(yīng)變?yōu)?533.73～611.46微應(yīng)變，平均幅值為572.6微應(yīng)變。那么根據(jù)實(shí)測應(yīng)變幅值得到的6次沖擊的沖擊規(guī)范量級見表1。

利用等效式(8) 計(jì)算得到的組件各沖擊工況的沖擊規(guī)范量級與基于應(yīng)變的沖擊規(guī)范量級的比較見表2?？梢钥吹剑傻刃Ч接?jì)算得到的各沖擊工況的沖擊規(guī)范量級與基于測試應(yīng)變的沖擊規(guī)范量級比較接近，規(guī)律符合。在沖擊試驗(yàn)規(guī)范條件中，允差要求為±6 dB，使用等效公式計(jì)算的結(jié)果誤差最大為2.2 dB，驗(yàn)證了等效公式計(jì)算的合理可行性。

圖10 6次沖擊工況的沖擊應(yīng)變時(shí)域值Fig 10 Shock strains for 6 shock test cases

實(shí)際的航天器高量級沖擊環(huán)境一般表現(xiàn)為在高頻段的高量級，利用地面沖擊模擬試驗(yàn)基本可以達(dá)到在高頻段激勵(lì)出高量級，但很難完全模擬實(shí)際的沖擊響應(yīng)曲線[17]。地面沖擊模擬試驗(yàn)中，低頻段的量級往往隨著高頻段量級的提高而相應(yīng)提高，因此。對于一些高頻段量級較高而低頻段量級又特別低的實(shí)際沖擊環(huán)境，本次地面沖擊試驗(yàn)還無法對其沖擊等效的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。在沖擊等效公式中，低頻段發(fā)揮重要作用，低頻段量級極低的沖擊曲線經(jīng)過等效后，可能遠(yuǎn)低于一般航天器組件的規(guī)范沖擊量級。對于這種情況，建議低頻段量級極低的沖擊環(huán)境在低頻段f1～f2采用與驗(yàn)收級沖擊規(guī)范條件相同的量級進(jìn)行等效，以保證等效沖擊量級有充分可信的余量。

表1 各沖擊工況下的應(yīng)變幅值及基于應(yīng)變的沖擊規(guī)范量級

表2 各沖擊工況下式(8)等效的沖擊規(guī)范量級與基于應(yīng)變的沖擊規(guī)范量級的比較

4 結(jié) 論

本文數(shù)據(jù)分析表明，航天器組件沖擊載荷的傳遞與頻率相關(guān)，低頻段沖擊響應(yīng)譜將會(huì)對組件傳遞較大沖擊載荷，同時(shí)沖擊載荷傳遞與組件結(jié)構(gòu)頻率相關(guān)，對類似單一模態(tài)的結(jié)構(gòu)，主要在結(jié)構(gòu)一階頻率處產(chǎn)生較大沖擊載荷。

根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，按沖擊應(yīng)變等效的原則提出一個(gè)把組件沖擊響應(yīng)譜轉(zhuǎn)化為試驗(yàn)規(guī)范類型的沖擊譜的方法。該方法考慮了組件沖擊傳遞中沖擊載荷隨頻率變化的規(guī)律，以及組件一階模態(tài)對組件沖擊的作用影響，轉(zhuǎn)化后的試驗(yàn)規(guī)范量級經(jīng)不同沖擊譜下的應(yīng)變結(jié)果所驗(yàn)證。該方法可以有效降低某些頻點(diǎn)具有較大量級的沖擊響應(yīng)譜，能夠與航天器組件常用的沖擊試驗(yàn)規(guī)范條件進(jìn)行比較評估，利于高量級的沖擊響應(yīng)在沖擊臺進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。

鑒于本文是對一階模態(tài)占主導(dǎo)的組件所給出測試結(jié)果和分析，因此，本文的沖擊等效公式適用于一階模態(tài)為主的航天器組件。對于復(fù)雜航天器組件，其模態(tài)可能比較分散，沖擊載荷與模態(tài)的關(guān)系還需作進(jìn)一步測試分析。

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An Approach to Evaluate High Level Shock for Aerospace Units

YANG Xin-feng, ZOU Yi-qun, DENG Wei-hua, HU Yong-qiang, SHAN Ti-lei, ZHANG Yu-mei

(DFH Satellite Co. Ltd, Beijing 100094, China)

The acceleration and strain for an aerospace unit under different shock response spectrum excitations are measured and studied. The influence of the frequency of the shock response spectrum on the shock force transmission is analyzed as well as the influence of the structural frequency of the unit on the shock force transmission. Based on the analysis results, a method to convert the shock response spectrum into the shock test standard spectrum is proposed which would result in tantamount strain. The strain data from the different shock response spectrum tests shows that the method could transform the high level shock response spectrum into the low level shock test standard spectrum, and would provide a way for the evaluation and verification of the high level shock for aerospace units.

High level shock; Shock response spectrum; Shock test standard; Shock force transmission

2017-03-01;

2017-05-22

V416

A

1000-1328(2017)08-0872-07

10.3873/j.issn.1000-1328.2017.08.012

楊新峰(1966-)，男，博士，研究員，主要從事航天器動(dòng)力學(xué)分析、大型試驗(yàn)等。