本发明专利技术公开了一种适用于舰载电子设备的强冲击试验调节装置及方法，包括调节模块、连接板；所述的调节模块包括钢丝绳减振器、橡胶板、钢板；在钢丝绳减振器长度方向安装有钢板，钢板上下均布置了橡胶板，钢板通过橡胶板与钢丝绳减振器相连，钢板和橡胶板填满钢丝绳减振器垂直方向；水平试验中，受试设备通过第一块连接板与调节模块相连，试验台通过第二块连接板与调节模块相连，且调节模块设置在第一块连接板和第二块连接板之间。解决了舰载电子设备强冲击试验中过试验或欠试验问题，并为系统中分系统设备抗强冲击指标分解和校核试验提供一种新的思路和技术途径，方便舰载电子设备，尤其复杂大型舰载电子设备开展抗强冲击结构设计和研究。
A Strong Impact Test Regulating Device and Method for Shipborne Electronic Equipment
【技术实现步骤摘要】
一种适用于舰载电子设备的强冲击试验调节装置及方法
本专利技术涉及一种冲击调节装置，特别适用于舰载电子设备安装于该调节装置上进行强冲击校核试验。
技术介绍
舰船和舰载电子设备的抗冲击能力是决定舰船战时生命力强弱的重要因素，直接影响着舰艇战斗力的发挥，是一项影响全舰(艇)综合性能发挥的总体能力。为此西方海军强国通过长时间摸索，制订舰船设备抗冲击标准及舰船设备抗冲击设计和考核的技术体系，规范舰船设备的设计、制造和验收等全过程。我国关于舰船抗冲击的研究工作起步较晚，现有的船用设备的抗冲击设计和考核要求主要借用美国等国家的标准。我国舰载电子设备抗强冲击设计要求主要来源于平台总体下发设计指标和GJB1060.1，对于不同安装部位和船型的舰载电子设备抗冲击设计指标是不同的，然而，目前我国舰载电子设备抗强冲击能力考核方法为摆锤试验(如图9所示)，相关标准为GJB150.18，主要借鉴上世纪60年代美国发布的冲击试验标准MIL-S-901C，该试验标准要求所有设备试验考核时，受试设备放置于砧台上面，主要通过调节摆锤高度控制试验输入。该试验方法不考虑受试设备本身结构特点及受试设备在船上的安装形式和船型差异，试验量级只与受试设备重量相关。这就造成舰载电子设备抗强冲击设计指标和试验考核指标不相符，与此同时，类似雷达等舰载电子设备是复杂的多自由度系统，其在船上的安装部位、船型等参数对其抗冲击性能指标影响巨大，且其在设计之初，船总体会下达相关抗强冲击设计指标(包含幅值和频率信息)，但该指标往往与摆锤冲击台所对应试验的输入相差甚远，往往造成过试验或欠试验问题，因此，需研制设备的冲击考核的调节装置用来将摆锤台冲击输入转换为包含设备安装位置信息的设计输入。需要在摆锤冲击台的砧台与受试设备之间安装该专利技术装置，将摆锤试验台的砧台冲击量值转换为设计指标给定的冲击量值(包含幅值和频率信息)。另一方面，对于雷达等大型复杂舰载电子设备，在进行结构设计时，若系统内所有的模块均采用同样的抗冲击设计条件，会出现模块冲击设计条件与真实工作状态的冲击条件差别较大的现象，往往造成过度设计或指标不足的情况。因此，在雷达系统结构设计时需要对冲击指标进行分解，得到包含每个模块安装信息的冲击指标作为其设计指标，因此，也需研制模块设备冲击考核的调节装置用来将摆锤台冲击量值转换为分解后的模块设计冲击量值，对模块设备抗冲击能力进行考核。鉴于以上两点，进行合理的创新，设计研发适用于舰载电子设备的强冲击实验调节装置是十分必要的，实现舰载电子设备抗冲击指标的校核，并具备使用方便，适用范围广，调节精度高等特点，能广泛应用于各类舰载电子设备，尤其是大型复杂电子设备的强冲击校核试验。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供了一种适用于舰载电子设备的强冲击试验调节装置及方法，通过该装置可将摆锤冲击试验台输出调节为给定频率和幅值的冲击输出，解决了设备抗冲击设计输入指标和冲击考核试验量值不一致而导致的设备过试验或欠试验问题，及大型复杂舰载电子系统内模块抗冲击指标分解和抗冲击能力的校核难题，并提供一种新的校核试验方法。该装置安装于摆锤试验台与受试设备之间，根据受试设备重量和冲击输出要求，通过理论计算得到相关动力学参数，通过改变调节模块的布置形式和调节模块结构来实现调节装置动力学性能。该装置装配灵活，适用面广，调节精度高为了解决以上问题，本专利技术采用了如下技术方案：即提供了一种适用于舰载电子设备的强冲击试验调节装置，包括调节模块、连接板；所述的调节模块包括钢丝绳减振器、橡胶板、钢板；在钢丝绳减振器长度方向安装有钢板，钢板上下均布置了橡胶板，钢板通过橡胶板与钢丝绳减振器相连，钢板和橡胶板填满钢丝绳减振器垂直方向；水平试验中，受试设备通过第一块连接板与调节模块相连，试验台通过第二块连接板与调节模块相连，且调节模块设置在第一块连接板和第二块连接板之间。倾斜30°试验中，为保证调节装置的稳定性和性能，在连接板与调节模块之间设有过渡支架，保证调节模块1垂向受力。所述的过渡支架包括上安装板、下安装板、竖板、紧固件I、紧固件II；竖板设置在上安装板与下安装板之间；上安装板通过紧固件I与连接板相连，下安装板通过紧固件II与调节模块相连。所述的过渡支架包括上安装板、下安装板、竖板、紧固件I、紧固件II；竖板设置在上安装板与下安装板之间；上安装板通过紧固件I与连接板相连，下安装板通过紧固件II与调节模块相连。所述的连接板上设有系列孔、安装孔、紧固件III；连接板通过系列孔与调节模块或过渡支架相连，通过安装孔与试验台和受试设备相连。还提供了一种适用于舰载电子设备的强冲击试验调节装置的方法，包括以下步骤：步骤1：根据受试设备的抗冲击设计要求，明确受试设备的强冲击考核指标，既″权利要求1所述装置″的输出指标；步骤2；通过理论计算，得到″权利要求1所述装置″的刚度参数k和阻尼参数f，具体过程如下：已知摆锤冲击台的砧台冲击量值和需要调节到的冲击量值，既已知输入和输出，经过计算，求解到″权利要求1所述装置″的需要的刚度和阻尼参数，继而开展″权利要求1所述装置″的设计；具体如下：假设摆锤冲击试验台的冲击激励形式为半周期正弦加速度脉冲函数；脉冲函数如下表示：式中，U，τ分别为脉冲加速度的峰值和脉宽；则″权利要求1所述装置″的动力学方程可写为：式中，m表示负载(受试设备)质量，z表示相对位移，即″权利要求1所述装置″与受试设备连接板相对于″权利要求1所述装置″与试验台连接板的相对位移，f表示阻尼力，有a0、a1为瑞利阻尼系数，既摆锤冲击试验台的冲击激励由杜哈美积分得到：式中，由初始条件求得：得到脉冲阶段(0＜t＜τ)响应解析解为：当冲击载荷阶段结束，进入残余振动阶段，相对位移一直在增大，其微分方程形式为：该方程的初始条件是冲击作用结束时的状态值。由杜哈美积分得到残余振动阶(τ＜t)段响应解析为：由初始条件求得：由于T为系统(系统：可以把权利要求1所述装置看作一个带阻尼的弹簧，把安装在它上面的受试设备看作质量点，它们组成一个弹簧、阻尼、质量的一自由度系统)固有周期，因此响应的最大峰值发生在残余振动期间；令得到系统的输入参数U，τ，系统的输出tm，zm已知，便可以求得系统的刚度k和瑞利阻尼系数a0、a1；步骤3：根据上装受试设备的安装接口面积，确定调节模块的数量：设受试设备的安装接口面积为a，调节模块钢丝绳减振器安装面的面积为b，，则调节模块的数量c取不大于a/b的整数；步骤4：再根据安装孔的限制，进一步确定调节模块的数量d；步骤5：根据重心位置调节调节模块的布局：布局设计时应充分考虑布局方案的稳定性，并尽量保证″权利要求1所述装置″的刚度中心与上装受试设备的重心重合；通过调节模块的布局设计，最终确定调节模块数量n；步骤6：所述的调节模块均为并联关系，根据步骤2所得的刚度参数K、阻尼参数f，及步骤5得到的调节模块数量n，确定单个调节模块的刚度参数和阻尼参数分别为：K/n、f/n；步骤7：根据单个调节模块的刚度参数指标要求选择使用的钢丝绳减震器种类，钢丝绳减震器的刚度值选取为调节模块刚度指标要求的三分之一；接着通过调节橡胶板的材料和厚度来满足调节模块的刚度和阻尼参数指标要求：单个调节模块包含2个橡胶板和1个钢板，设金属板的刚度无穷大本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于舰载电子设备的强冲击试验调节装置，其特征在于，包括调节模块(1)、连接板(3)；所述的调节模块(1)包括钢丝绳减振器(10)、橡胶板(11)、钢板(12)；在钢丝绳减振器(10)长度方向安装有钢板(12)，钢板(12)上下均布置了橡胶板(11)，钢板(12)通过橡胶板(11)与钢丝绳减振器相连，钢板(12)和橡胶板(11)填满钢丝绳减振器(10)垂直方向；受试设备通过第一块连接板(3)与调节模块(1)相连，试验台通过第二块连接板(3)与调节模块(1)相连，且调节模块(1)设置在第一块连接板(3)和第二块连接板(3)之间。
【技术特征摘要】
1.一种适用于舰载电子设备的强冲击试验调节装置，其特征在于，包括调节模块(1)、连接板(3)；所述的调节模块(1)包括钢丝绳减振器(10)、橡胶板(11)、钢板(12)；在钢丝绳减振器(10)长度方向安装有钢板(12)，钢板(12)上下均布置了橡胶板(11)，钢板(12)通过橡胶板(11)与钢丝绳减振器相连，钢板(12)和橡胶板(11)填满钢丝绳减振器(10)垂直方向；受试设备通过第一块连接板(3)与调节模块(1)相连，试验台通过第二块连接板(3)与调节模块(1)相连，且调节模块(1)设置在第一块连接板(3)和第二块连接板(3)之间。2.根据权利要求1所述的一种适用于舰载电子设备的强冲击试验调节装置，其特征在于，还包括过渡支架(2)、所述的过渡支架(2)包括上安装板(21)、下安装板(22)、竖板(23)、紧固件I(24)、紧固件II(25)；竖板(23)设置在上安装板(21)与下安装板(22)之间；上安装板(21)通过紧固件I(24)与连接板(3)相连，下安装板(22)通过紧固件II(25)与调节模块(1)相连。3.根据权利要求1所述的一种适用于舰载电子设备的强冲击试验调节装置，其特征在于，所述的连接板(3)上设有系列孔(31)、安装孔(32)、紧固件III(33)；连接板(3)通过系列孔(31)与调节模块(1)或过渡支架(2)相连，通过安装孔(32)与试验台和受试设备相连。4.一种适用于舰载电子设备的强冲击试验调节方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：根据受试设备的抗冲击设计要求，明确受试设备的强冲击考核指标，既″权利要求1所述装置″的输出指标；步骤2；通过理论计算，得到″权利要求1所述装置″的刚度参数k和阻尼参数f，具体过程如下：已知摆锤冲击台的砧台冲击量值和需要调节到的冲击量值，既已知输入和输出，经过计算，求解到″权利要求1所述装置″的需要的刚度和阻尼参数，继而开展″权利要求1所述装置″的设计；具体如下：假设摆锤冲击试验台的冲击激励形式为半周期正弦加速度脉冲函数；脉冲函数如下表示：式中，U，τ分别为脉冲加速度的峰值和脉宽；则″权利要求1所述装置″的动力学方程可写为：式中，m表示负载(受试设备)质量，z表示相对位移，即″权利要求1所述装置″与受试设备连接板相对于″权利要求1所述装置″与试验台连接板的相对位移，f表示阻尼力，有a0、a1为瑞利阻尼系数，既摆锤冲击试验台的冲击激励由杜哈美积分得到：式中，由初始条件求得：得到脉冲阶段(0＜t＜τ)响应解析解为：当冲击载荷阶段结束，进入残...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨斌，周世新，徐俊东，罗震，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十四研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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