HB 5830.2-1982 机载设备环境条件及试验方法 冲击.pdf

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1、1983-11-28发布中华人、11 空工HB5830.2-82 1984-03-01 批准中华人民共和工业部部标准HB5830.2-82 机载设试土A冲击本标准规定了机载设备的冲击环境条件反试验方法，以模拟飞机在使用中因爆炸气浪冲击、被外来物击中、强迫着陆等情况f，机载没备所遇到的冲击环境条件。本标准应与HB5830.1(机载设备环境条件及试验方法总Y!IJ) -也使川。试验羹J!IJ1. 1 功能适应性试验考核、评定机载设备在预定的冲击环境条件下，功能是否失灵，性能是否符合要求.1. 2 结构完好性试验z考核、评定机载设备在预定的冲击环境条件干，结构是否产生残余变形、裂纹及其他机械损伤。1

2、. 3 坠撞安全性试验:考核、评定机载设备在预定的坠撞环境条件p，机械设备的结构和安装固定联络件是否安全可靠。1.4 高强度试验考核、评定高性能武器系统的设备在使用时的加速、分离及高速气动力所产生的冲击环境条件下的功能适应性及结构完好性.根据机载设备的功能、结构及对冲击环境条件的敏感性，确定是否需要进行冲击试验及试验的类别，并在有关产品标准中予以规定。必要时，允许在结构完好性试验的同时考核功能适应性。2 冲击脉冲的基本要求$.1干棚一气. 正放泣赖。15AJh-L ISA 一一一-A ，一一一一-O.85A飞一一一正弦波捕。IsAU飞二十腑瞅 2.1 冲击脉冲三要素:a. 加速度峰值A，b.

3、持续时间(脉宽)0，C. 波形2.2 冲击试验采用下列两种波形za. 半正弦波。其形状及容差按图1b. 后峰锯齿波.其形状及容差按图2 2.3 冲击脉冲波形速度变化量的容差零点扣在线图l半正弦波及其容差极限直窜工业部1983-11-28发布1984-03-01实施曾飞#、基准筑一一r-T飞O.OSA IH1583o.1-: 耀忠品由温容量极跟fEP D -叶II一一图2后峰锯齿波及其容差极限O.85A 0.071 血2AA 速度变化量系指冲击前后，冲击激励加速度波形的积分，应从冲击脉冲前0.4D开始，积分到脉冲后0.1D为止，实际测量的速度变化量应在其标称值的90%110%范围内.3 试验设备

4、和测量系统的要求3. 1 试验设备3. 1 . 1 冲击台对试验样品的冲击激励装上试验样品及必要的夹具以后，冲击台给试验样品的冲击激励的波形、持续时间及加速度峰值均应满足有关产品标准的要求.3. 1. 2 冲击台的调校当试验样品的质量和动态特性对冲击激励波形的影响较大肘，必须进行冲击激励波形的预调，对F复杂昂贵的试验样品，为了避免试验前的积累损伤，允许用质量及动态特性与试验样品相近的模拟件来调整冲击台，待冲击台的冲击激励满足要求后再换上真实试验样品进行试验.3. 1 .3 高反作用负载的处理当试验样品的质量及动态特性严重地影响冲击激励的波形、难以满足容差要求时，在供、需双方同意的情况下，允许扩

5、大波形的容差.但要记录试验时的波形.3.1.4 横向冲击激励的限制垂直于试验方向的冲击叫横向冲击，其值不应超过标称值的30%.3.2 测量系统3.2. 1 监测点s监测点必须精确地反映冲击台施加给试验样品的冲击激励.监测点应是试验样品与夹具(或台面)的月1性联接点.传感器应刚性地固定在监测点上.如果有困难，允许选取接近台面中心的某点作为监测点.3.2.2 传感器的基本要求传感器应按有关标准进行动态标定，其误差应不大于5%.传感器的频带应满足下列要求s2 HB5830.2-82 0.008口fL-I了一Hz低频截止频率Hz 10 D f H;: 高频截止频率R.一奥理4曲鱼终ti.一输k电瑟E，

6、-l自由电等效电路的RC20D式中，R等效电阻欧姆C等效电容为传感器、电缆、负载分布电容之和，法拉-3.2.3 测量系统的频率响应特性测量系统的频率响应特性应符合图3曲线的要求。d每事t回恤由国lll-llll Illi-1i 4 f H. 字冲击测量系统的频率响应图3试踵样晶的安装4 固定安装应符合有关产3 试验样品应尽可能直接地、机械地固定在冲击台的台西上，4. 1 HB5830.2-82 品标准的规定.如使用夹具时，要注意夹具对冲击传递的影响。要尽可能使夹具是刚性的.4.2 带减震榕的试验样品，通常连减震器一起固定在冲击台台面或夹具上.若不能使用原减震器时，有关产品标准应规定采用效果相同

7、的减震器代替，并按原规定的严酷度进行冲击试验.4.3 为了运转与测量，必须把导管、电缆与试验样品一同固定在台面上时，电缆、导管的布置要尽可能与使用情况一致，应避免附加约束和支承。4.4 当试验样品对重力作用较敏感，试验样品与重力方向的相对位置改变将严重地影响其工作性能时，应以正常使用的安装方位施加不同方向的冲击激励。此时，有关产品标准应予以说明.5 严画皮及选取依据5.1 波形的选择根据实际测得的波形，从两种标准波形中选取接近的冲击试验波形.如果实际波形未知，但机载设备具有较软的支承以选用半正弦波为宜.当冲击脉宽D与试验样品最小固有周期之比小于0.2时，可以不考虑波形-5.2 加速度峰值及持续

8、时间的选择通常情况下，应根据选取的波形及试验类别按表l或表2的数列选取加速度峰值及持续时间.表l半正弦波冲击试验的严酷度加速度峰值A持续时间D速度变化量.1Vi式验类jjlJ E ms 2AD/n m/s 一一6 1 1 0.42 功能适应性试验l3 15 11 1. 05 结构完好性试验15 1 1 1. 05 3 坠撞安全性试验30 I1 2.10 2 高强度试验100 6 3.82 2 当表1或表2规定的严酷度不能满足要求时，可以按使用时实际的环境条件及机载设备的功能、试验类别确定试验的严酷度。如果实际环境D值较犬、试验设备难于实现时，可用附录A冲击等效方法近似处理.当试验设备只能产生某

9、一种标准波形，而有关产品标准要求是另一种时也可用附录A提供的冲击波形等效方法处理5.3 冲击试验的次数除有关产品标准有特殊规定外，冲击次数按表l或表2的规定v4 HB5830.2-82 表2后峰锯齿波冲击试验的严酷度宁冲击次数加速度峰值A持续时间D速度变化量LlV试验类别功能适应性试验结构完好性试验坠撞安全性试验高强度试验6议幢方法6.1 功能适应性试验6. 1. 1 初始检测E 8 20 20 40 100 ms AD!2 m!s 1 1 0.44 3 11 1. 1 1 1 1. 1 3 1 1 2.2 2 6 3 lz 在试验样品安装到j试验台上后，试验前，按有关产品标准的规定进行外观及

10、工作性能的检查、测量-6. 1. 2 冲击试验6. 1. 2.1 给试验样品施加方向、波形、持续时间、加速度蜂值均满足有关产品标准规定的冲击激励.6. 1. 2.2 如有关产品标准未作特殊规定，试验样品应处于工作状态，且处于愚大工作状态工作15分钟以后方可施加冲击激励.冲击过程中要监视或记录工作状态和有关数据.6. 1. 2.3 冲击试验的重复速率以相邻两次冲击激励造成的响应不发生相互影响为准.通常相邻两次冲击的间隔时间应不小子5D. 6.1.2.4 如试验样品有对冲击最敏感、最薄弱的方向.Ji!rj在该方向通过了试验后，可免去其他方向的试验.结构、性能完全对称的试验样品可以相应地减少试验的方

11、向数及冲击次数.注2产品具有结构性能对称性或敏感轴时，产品标准应于以注明.6. 1. 3 最后检测按有关产品标准的要求对试验样品的外观、工作性能进行检查.测量-6.2 结构完好性试验6.2.1 初始检测同6.1.16.2.2 冲击试验6.2.2.1同6.1.2.15 H8S830.2-82 6.2.2.2 试验样品通常处于非工作状态.如需处于工作状态，有关产品标准应予说明-6.2.2.3同6.1.2.36.2.2.4同6.1.2.46.2.3 最后检测同6.1. 3 6.3 坠撞安全性试验6.3. 1 初始检测同6.1. 1 6.3.2 冲击试验6.3.2.1同6.1.2.16.3.2.2 试

12、验样品处于非工作状态，试验祥品的安装要用正常使用的安装点，其联接件也要用正常使用的.6.3.2.3同6.1.2.36.3.2.4同6.1.2.46.3.3 最后检测按有关产品标准的要求对试验样品进行外观检查.如产品标准有规定，还应进行工作性能的检查、测量-6.4 高强度试验6. 4 . 1 初始检测同6.1. 1 8.4.2 冲击试验6.4.2.1同6.1.2.18.4.2.2 试验样品是否处于工作状态及通电、通液、品标准规定。8.4.2.3同6.1.2.36.4.2.4同6.1.2.46.4.3 最后枪Yi1同6.1. 3 7 试验结果的评定通与运转测量、监视要求自有关产有关产品标准1世规定

13、试验样品试验后的合格准则和容差。通常情况下应符合下列要求sa. 功能适应性试验.冲击过程中及冲击以后、工作应正常，工作状态不发生明显变化，工作性能参数不起差，无其他异常现象.b. 结构完好性试验:不冲击时，检查工作状态应正常，工作性能参数不超差，结构无残余变形，无裂纹、无划伤和其他机械损伤。C. 坠撞安全性试验2允许出现残余变形、裂纹，但不允许零部件脱落，不允许有连接件和安装基座的松动、断裂和试验样品的明显位移，。HB583.0.2-82 d. 高强度试验z如果试验时规定试验样品处于工作状态，时规定试验样品处于非工作状态.mlJ按7b条要求.则按7a条要求，如果试验S 有关严晶标准引用本标准时

14、，必须在气FJ几个方面f冒出规定与说明:a. 试验类男IJ: b. 安装方式zC. 重力影响(必要时): d. 冲击激励的波形;e. 加速度峰值及持续时间zl 初始测量的内容和要求，g. 试验期间需记录或监测的内容及方法:h. 最后检测的内容和要求:i. 合格的准则及容差sj. 其他特殊要求.附录A(参考件冲击等效方法7 HB5830.2-82 附豪A冲击得放772量c.考件)4.1 .-假说明机载设备在使用中常常遇到各种冲击环境条件，其峰值加速度A.持续时间D及冲击脉冲的波形变化很大.在试验设备上要完全模拟实际环境就会使试验设备非常庞大，非常复杂，造价很高，根据等效损伤的原理，可以用在试验设

15、备上易于产生的冲击脉冲条件代替实际客观环境中的冲击条件.本附录提供了不同持续时间、不同冲击波形等效方法-A. 1. 1 广义响应谱在标准中.规定半正弦波、后峰锯齿波为标准冲击波形.若用相同数值的A和D的半正弦波(后峰锯齿波)去冲击激励一系列固有频率由小到大的无阻尼的单自由度线性系统，按固有频率的顺序把这些单自由度系统被激时和被激后的最大响应各点连接起来就可得到冲击响应谱(最大响应谱).把冲击响应谱进行归一化处理，即得一个无量纲的关系曲线，把它称作广义响应谱.见图A.l-半正弦波冲击激励广义响应谱.图A.2-后峰tJl齿波冲击激励广义响应谱.自翻白曲大响直LU-4 丁门TT I I I I 6

16、f飞 T 2 t干ITI 。下I I 6 门寸丁4 叫, r 5 ., ,., C.GL_:工一.u 归由何时帽.t.lt增事1图A.l半正弦脉冲的ama J:一fD广义谱.自HB5830.2-82 剖崎HUHUM叫42 -s 11 A E i1 ., z 自mtf哇啦!，l又费中A.2 后峰锯齿脉冲的剧z-fD广义冲击谱用一系列位形相同，挎续时间D不同的冲击脉冲去激励同一个固有频率的无阻尼单自由度线性系统，同样可以得到图A.l.图A.2那样的响应谱曲线.A. 1. 2 有关广义响应谱的几点说明a 系统受冲击激励以后，系统的最大响应系数几=哇L与冲击激励的持续时间和被激系统的固有周期T。之比有

17、关.!P取决于fD=D!To=foD.而不是单纯取决于D或Tob 同一个系统受不同波形的冲击脉冲激励，其响应系数值不相间，同理其响应谱不相同。 一个机械系统中，部件的最大响应加速度即决定其最大机械应力，因此最大响应与冲击时造成的伤损程度和故障有着直接关系.A.2 冲击波形相同，持续时间D不相同的篝效方法已知环境条件 由辈值加速度A，b. 持续时间D.c 波形如果等效成相同波形.日持续时间为试验设备上易于实现的D，.其蜂值加速度A，确定方法如下。首先要从试验样品的动态检查中找到样品的固有频率f.计算广义频率fDfD.=foxD, fp,=fo x D, 自HB5830. 282 再从图A.l或图

18、A.2给出的曲线上量得对应于fD1的1m a x ;对应子fD2的2m.I 最后基于等效损伤有alrnax=a2ma苯其中alrnax一-实际冲击条件造成的最大响应加速度ga山J一角钳制，上易于产生的冲击激励造成的最大响应加速度.alma思=AIOlmIXa2mlx=A:z2m.施A，=芒旦旦.!.A1. 2m.x 例1，实际测得冲击环境条件为半正弦波，峰值加速度为5(g)持续时间为0.5秒.可以在试验设备上，用0.011秒的半正弦波冲击激励来模拟试验.此时其峰值加速度A确定方法如下.设从试验样品的动态特性检查可以找到f.=40日zfD1=40XO.5=20 fD2=40XO.Oll=0.44

19、 从图A.l的alllIX-一fD曲线上找到对应于fD1的amxElz对应于fD的a1max=1.4A，=旦旦主LAEEi一X5 =3.6(g) a2m x 1,4 若固有频率f.=lOHzJlrJ fD1=10XO.5=5 fD,=lOXO.Oll=O.11 、从图A.l的amx一一九曲线找到对应于fD1的川x士1. 1 ，对应于f旧的2m.x土0.42所以Apf旦旦旦A，=._l_ X 5 =13(g) 2m.x - 0.42 后峰锯齿波的等效方法同上，只是要从图A.2所示的后降锯齿波冲击激励造成的最大响应谱查找Im.x和2maxQA.3 不同冲击波形籍效方法这里提供的是标准规定的两种波形

20、.即半正弦波与后峰锯齿波的相互等效方怯.不同冲击波形的等效与同一波形不同持续时间等效方法的基本原理和作法相同，所不同的只是响应系数a1m. x是从图A.l上对应于fD1处得来的，而2m.x是从图A.2上对应于fD，处得来的.例如把后峰锯齿波等效为半正弦波，10 川军后一一后峰锯齿波激励造成的最大响应系数A.一一后峰锯齿波的峰值加速度HB5830.2-82 D，一一后峰锯齿波的持续时间D.-半正弦波的持续时间amax半一一半正弦波激励造成的最大响应系数则采用半正弦波试验时的峰值加速度为A. 主些芝旦A.-mox半在转换过程中冲击的持续时间可以相等，也可以不相等.如果不相等就被形等效的同时含有不同

21、持续时间等效的内容.例2用半正弦波冲击激励等效后峰锯齿波冲击激励时，如果已知后峰锯齿波的峰值加速度A，=10(g)，持续时间D，=0.2秒，求用D.=O.OII秒的半正弦波等效时，A.的确定方法如下.从振动试验的动态检查可以得到试验样品的固有频率f若f，=40HzfD.=40XO.2= 8 f D =40 X 0.011 =0. 44 从图A.1上找到对应于fD的mox半=1.4，从图A.2上找到对应于fD的Um，巢后土l!IJ A.=芒且主导A.=与JL生7.1S(g).max于&A.4有关问.的说明a. 多自由度系统则有多个f0 I .并联多自由度系统，从f.1可以找到相应数量的A11 , 取其申最大的.串联多自由度系统，取振动试验中测得试验样品多个foi中最靠近台面的基础部分的f.来进行等效b. 阻尼对冲击的影响较小，且等效前后均有影响，故叮不作考虑.C. 等效处理时，D.的选取要尽可能选在mox半-fD曲线(或mox后-fD曲线)斜率较小的部分，以便减小等效误差.附加说明本标准由航空部三O一所提出.本标准主要起草人王德言、金烈元.1 1