冲击响应谱试验技术研究进展

石蒙，彭扬林，刘洪英，马爱军，韩旭，董睿

（中国航天员科研训练中心，北京 100094）

引言

航天器在运行的过程中，需要使用火工装置完成一些预定功能，如部段分离（级间分离）、附件展开（太阳栅板）[1]。火工装置工作时会产生包含大量高频成分的爆炸冲击环境，可能会使航天器上的仪器设备发生损坏及故障[2]。爆炸冲击环境的时间历程本质是随机的，重复性很小，概括地具有以下特点：高幅值的振荡波形，持续时间很短，一般在20 ms以内衰减到零。因此很难在试验室条件下复现其时域特征。工程上最初使用经典冲击模拟爆炸冲击环境。爆炸冲击环境是一种复杂振荡型冲击，能量分布在较宽的频率范围内，经典波形属于简单冲击，低频能量大、高频能量小，二者对产品产生的破坏作用不同，不能用经典冲击完全等效复杂振荡冲击的作用效果。

Biot提出的冲击响应谱为模拟爆炸冲击环境提供了一种试验思路[3]，在响应谱的意义下如果产品经受住了与真实环境相当的响应谱的考验，则认为产品能够在真实的爆炸冲击环境下正常工作。冲击响应谱试验用冲击引起的响应大小衡量冲击的破坏作用，可用于比较不同冲击的严酷程度，冲击响应谱试验更为合理。冲击响应谱试验已经广泛应用于航天产品，作为模拟爆炸冲击环境的重要试验技术，是检验和暴露航天产品在设计、加工过程中材料、结构、工艺等方面缺陷的重要力学环境模拟试验项目之一。……