一种宇航继电器冲击响应谱等效计算方法的研究

宋 伟， 孟晓脉， 王 力， 纪明明， 纪志坡， 陈永刚

(中国空间技术研究院北京卫星制造厂有限公司，北京 100094)

为实现卫星一次电源输出的电力按需分配给各用电设备或系统这一功能，宇航供配电产品内部电气部分配置大量继电器以实现状态控制[1]。继电器是一种力学敏感器件，在运输、试验和工作过程中，会受到非重复的冲击力作用，其内部可能发生状态翻转、损坏等故障，影响航天器供配电产品的使用安全[2],使用前须对继电器抗冲击性能进行试验评估。电子元器件抗冲击性能试验一般以时域曲线形式给定，由加速度幅值和基本波形两部分叠加组成，常用波形为半正弦波和后峰锯齿波。

器件实际安装位置冲击边界条件一般以冲击响应谱(Shock Response Spectrum，以下简称冲击谱或者SRS)的形式给定。冲击谱是将冲击源施加于一系列线性、单自由度质量-弹簧系统时，将各单自由度系统的响应运动中的最大响应值，作为对应于系统固有频率的函数而绘制的曲线，是一系列固有频率不同的单自由度线性系统受同一冲击激励响应的总结果[3]。由于冲击响应的最大加速度与产品受冲击作用造成的损伤及故障产生的原因直接相关，因而冲击谱一般以最大冲击响应谱的形式出现[4]。

冲击试验时域曲线描述了系统随时间变化而产生的加速度响应变化趋势，冲击谱描述了系统固有频率与最大加速度响应之间的关系，两者没有直接的对应关系。国外相关人员的研究集中于冲击谱的理论算法推导及时域数据后处理，如Harris等[5]系统描述了冲击数据的处理方法；……