摘 要：為解決現(xiàn)存高速碰撞動(dòng)態(tài)力學(xué)模擬沖擊試驗(yàn)存在的試驗(yàn)成本高、試驗(yàn)周期長(zhǎng)，且無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)多次高幅值沖擊等問題，對(duì)高速連續(xù)沖擊動(dòng)態(tài)力學(xué)模擬試驗(yàn)信號(hào)產(chǎn)生系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。通過對(duì)高速連續(xù)多次沖擊信號(hào)進(jìn)行靶場(chǎng)實(shí)測(cè)、仿真分析，揭示沖擊信號(hào)特征，提出技術(shù)要求；根據(jù)信號(hào)特征，確定設(shè)計(jì)方案，利用“旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)盤+退讓式?jīng)_擊頭”裝置，產(chǎn)生連續(xù)多次高幅值、短間隔的沖擊過載信號(hào)；通過模態(tài)分析及數(shù)值模擬，驗(yàn)證方案設(shè)計(jì)的可行性，并進(jìn)行樣機(jī)測(cè)試。結(jié)果表明：設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)模擬連續(xù)沖擊大于10次，沖擊幅值高于5 000g，沖擊時(shí)間間隔小于3 ms，且沖擊時(shí)間間隔可調(diào)。設(shè)計(jì)可滿足在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)高速碰撞動(dòng)力學(xué)信號(hào)的模擬檢測(cè)，為實(shí)驗(yàn)室模擬高速連續(xù)沖擊過程并進(jìn)行沖擊信號(hào)動(dòng)態(tài)性能研究提供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械動(dòng)力學(xué)與振動(dòng)；高幅值；短間隔；動(dòng)態(tài)力學(xué)；模擬沖擊試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Structural design of signal generation system for dynamic mechanics simulation test

Abstract：

To solve the problems of high testing cost， long testing cycle， and inability to achieve continuous high amplitude impact in the existing high-speedCQdu3ebmliZ2f0U7NxD7KgsOiB7t0EL46j0XGf5GzU4= collision dynamic mechanics simulation impact test， a signal generation system structure of high-speed continuous impact dynamic mechanics simulation test was designed. By conducting field tests and simulation analysis on high-speed continuous multiple impact signals， the characteristics of the impact signals were revealed， and technical requirements were proposed. Based on the signal characteristics， the design scheme was determined and a "rotating turntable + yielding impact head" device was used to generate continuous high amplitude and short interval impact overload signals. The feasibility of the scheme design was verified through modal analysis and numerical simulation， and the prototype testing was conducted. The results show that the design can simulate continuous impacts greater than 10 times， with an impact amplitude greater than 5 000g， an adjustable impact time interval of less than 3 ms. The design can meet the simulation detection of high-speed collision dynamics signals in the laboratory， providing a method for simulating high-speed continuous impact processes and conducting dynamic performance research on impact signals.

Keywords：

mechanical dynamics and vibration; high amplitude; short interval; dynamic mechanics; simulated impact test

高速動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試技術(shù)廣泛應(yīng)用于模擬汽車事故、飛機(jī)墜毀、彈藥爆炸和其他高沖擊事件[1-3]。目前，高速動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試主要有空氣炮試驗(yàn)、馬歇特錘試驗(yàn)、霍普金森桿試驗(yàn)、靶場(chǎng)試驗(yàn)等[4-6]?？諝馀谠囼?yàn)可模擬單次高g（重力加速度，下同）值沖擊試驗(yàn)，沖擊加速度峰值可達(dá)1.0×105g以上[7-9]；馬歇特錘試驗(yàn)也可模擬單次高g值沖擊試驗(yàn)，但存在峰值散布大、作用力持續(xù)時(shí)間短、無法達(dá)到毫秒級(jí)脈寬等缺點(diǎn)[10]；霍普金森桿試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)射原理與空氣炮相同，均是基于2個(gè)彈性桿共軸撞擊下的一維應(yīng)力波理論設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)高達(dá)2.0×105g以上的單次沖擊試驗(yàn)[11-12]；靶場(chǎng)試驗(yàn)可真實(shí)反映動(dòng)態(tài)高幅值連續(xù)沖擊信號(hào)的狀態(tài)，但存在試驗(yàn)周期長(zhǎng)、成本高，且有一定危險(xiǎn)性等缺點(diǎn)[13-15]。

針對(duì)上述試驗(yàn)方法存在的不足，本研究涉及一種可在實(shí)驗(yàn)室對(duì)高速連續(xù)動(dòng)態(tài)力學(xué)進(jìn)行模擬測(cè)試系統(tǒng)。通過對(duì)連續(xù)多次高幅值、短間隔動(dòng)態(tài)力學(xué)特性進(jìn)行分析，以滿足實(shí)驗(yàn)室對(duì)高速碰撞力學(xué)信號(hào)的模擬檢測(cè)。

1 方案設(shè)計(jì)

通過對(duì)高速連續(xù)多次沖擊信號(hào)進(jìn)行靶場(chǎng)實(shí)測(cè)、仿真分析，得出該信號(hào)具有幅值高（5 000g以上）、沖擊間隔時(shí)間短（3～5 ms）和存在信號(hào)振蕩疊加等特征。因此，設(shè)計(jì)的模擬試驗(yàn)系統(tǒng)必須能夠滿足具有振蕩干擾加載現(xiàn)象的連續(xù)多次高幅值（連續(xù)10次以上）、短間隔沖擊信號(hào)（3 ms），同時(shí)要求信號(hào)幅值和沖擊間隔可控?；谠撘笸瓿煽傮w方案設(shè)計(jì)。將動(dòng)態(tài)力學(xué)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)分為控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、沖擊信號(hào)產(chǎn)生系統(tǒng)、振蕩加載系統(tǒng)、信號(hào)采集系統(tǒng)和防護(hù)系統(tǒng)6個(gè)部分，如圖1所示。本文重點(diǎn)對(duì)沖擊信號(hào)產(chǎn)生系統(tǒng)進(jìn)行介紹。

沖擊信號(hào)產(chǎn)生系統(tǒng)主要由旋轉(zhuǎn)退讓式?jīng)_擊頭、液壓進(jìn)給臺(tái)和待測(cè)引信夾具組成。沿轉(zhuǎn)盤圓周方向均勻分布20個(gè)沖擊頭，確保轉(zhuǎn)盤在沖擊過程中的穩(wěn)定性和沖擊時(shí)間間隔均勻。且沖擊頭可拆卸，通過拆卸沖擊頭數(shù)目，保證在一定轉(zhuǎn)速下，沖擊時(shí)間間隔可調(diào)。

旋轉(zhuǎn)退讓式?jīng)_擊頭設(shè)計(jì)如圖2所示。沖擊頭與圓柱銷采用間隙配合方式連接在固定座上，在撞擊過程中，沖擊頭可繞圓柱銷旋轉(zhuǎn)，使其在撞擊后可退出引信運(yùn)動(dòng)回路，確保待測(cè)引信在彈簧力的作用下能夠快速恢復(fù)到待撞擊位置，進(jìn)行下次碰撞。碰撞結(jié)束后沖擊頭在高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤離心力的作用下恢復(fù)至原來狀態(tài)，進(jìn)行下一圓周連續(xù)沖擊。

進(jìn)給試驗(yàn)臺(tái)三維模型圖如圖3所示。試驗(yàn)前將進(jìn)給試驗(yàn)臺(tái)與轉(zhuǎn)盤按照一定角度和距離固定，使沖擊頭可以在引信夾具及固定座開槽處旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生退讓。

試驗(yàn)中當(dāng)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后液壓缸推動(dòng)引信夾具及固定座到達(dá)待沖擊位置，進(jìn)給行程由滾柱直線導(dǎo)軌、限位蓋板和固定機(jī)架共同確定。

2 分析仿真

基于高速連續(xù)沖擊信號(hào)產(chǎn)生系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，試驗(yàn)前通過模態(tài)分析和數(shù)值模擬的方法驗(yàn)證方案的可行性。

2.1 轉(zhuǎn)盤部分及引信夾具模態(tài)分析

該模擬試驗(yàn)過程為高幅值、連續(xù)沖擊，在沖擊過程中一旦發(fā)生設(shè)備共振，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果。為保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，需對(duì)轉(zhuǎn)盤軸、轉(zhuǎn)盤和引信夾具等進(jìn)行模態(tài)分析，研究其固有頻率和振型。通過有限元分析軟件ANSYS Workbench對(duì)轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)盤軸部分進(jìn)行模態(tài)分析，根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在Solidworks里完成建模后導(dǎo)入Workbench，轉(zhuǎn)盤材料選擇高強(qiáng)鋼；轉(zhuǎn)盤進(jìn)行網(wǎng)格劃分時(shí)，令轉(zhuǎn)盤邊界網(wǎng)格尺寸較大，轉(zhuǎn)盤中心部分網(wǎng)格尺寸較小，為保證分析精度，用六面體對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格劃分，劃分后網(wǎng)格數(shù)量適中，質(zhì)量良好。分別對(duì)轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)盤軸1—6階共振頻率求解，轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)盤軸各階振動(dòng)模態(tài)分別如圖4、圖5所示。

由模態(tài)分析結(jié)果可知，轉(zhuǎn)盤在各階模態(tài)下邊界處變形最大，中間變形最小，并且變形呈軸對(duì)稱分布，其1階模態(tài)最大變形為4 mm左右。而轉(zhuǎn)盤軸1階模態(tài)最大變形位于軸肩12 mm處，2階模態(tài)最大變形位于軸與聯(lián)軸器連接端，3階、4階、5階模態(tài)最大變形位于軸與轉(zhuǎn)盤連接端。轉(zhuǎn)盤1階固有頻率f11=32.70 Hz，轉(zhuǎn)盤軸1階固有頻率為f12=300.72 Hz，而根據(jù)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)盤軸最高轉(zhuǎn)速為nmax=1 000 r/min，即轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)盤軸最高頻率為

可見轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)盤軸轉(zhuǎn)動(dòng)最大頻率遠(yuǎn)小于其各自1階固有頻率值，因此轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)盤軸設(shè)計(jì)較為合理，不會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象。

同理，對(duì)引信夾具部分進(jìn)行模態(tài)分析，得到引信夾具前6階振動(dòng)模態(tài)如圖6所示。

由圖6可知，引信夾具1階固有頻率f13=5 033 Hz，1階、2階模態(tài)最大變形量位于桶狀殼體和內(nèi)腔隔板交接處，均為20 mm，3階模態(tài)變形量在20 mm以上的區(qū)域顯著增大。根據(jù)設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)盤最高轉(zhuǎn)速為nmax=1 000 r/min，轉(zhuǎn)盤上最多安裝沖擊頭數(shù)量為Nmax=20，因此試驗(yàn)時(shí)沖擊頭對(duì)待測(cè)引信夾具的最大沖擊頻率為

可見沖擊頭對(duì)待測(cè)引信夾具的最大沖擊頻率遠(yuǎn)小于引信夾具的1階固有頻率值，因此不會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象。

2.2 信號(hào)產(chǎn)生系統(tǒng)沖擊過程仿真分析

為驗(yàn)證本設(shè)計(jì)能否滿足方案中對(duì)沖擊次數(shù)（≥10次）、最大過載幅值（≥5 000g）、沖擊時(shí)間間隔（≤3 ms）且可調(diào)的要求，使用運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真軟件Adams對(duì)多次沖擊過程進(jìn)行仿真分析。

根據(jù)上文設(shè)計(jì)，在SolidWorks中建立轉(zhuǎn)盤上均布20個(gè)沖擊頭的沖擊信號(hào)產(chǎn)生系統(tǒng)三維模型，之后將模型導(dǎo)入Adams軟件建立虛擬樣機(jī)模型。首先，將可以視為整體的不同部件進(jìn)行整合以簡(jiǎn)化模型；其次，按照實(shí)際情況添加彈簧、重力、材料屬性、約束、接觸等信息；最后，添加柔性連接，使沖擊頭碰撞旋轉(zhuǎn)后可以在離心力的作用下恢復(fù)至與轉(zhuǎn)盤切向垂直，等待下一次沖擊。建立的沖擊信號(hào)產(chǎn)生系統(tǒng)虛擬樣機(jī)模型如圖7所示。

在轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)盤軸間的轉(zhuǎn)動(dòng)副上施加不同驅(qū)動(dòng)值，即可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)盤以不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)撞塊完成沖擊。以轉(zhuǎn)速為500 r/min為例（即ω≈52.36 rad/s），未添加振動(dòng)顆粒時(shí)，對(duì)待測(cè)引信受多次沖擊的過程進(jìn)行仿真分析，得到引信的加速度-時(shí)間曲線如圖8所示。

分析加速度曲線可知，從第1次開始到第10次沖擊完成用時(shí)約為0.06 s，每次沖擊時(shí)間間隔相同約為6 ms；同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，待測(cè)引信在每次受到?jīng)_擊獲得X軸負(fù)向加速度后，在彈簧的作用下又獲得正向加速度，兩者共同作用使待測(cè)引信在固定座內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。對(duì)每次沖擊待測(cè)引信正向和負(fù)向加速度峰值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如表1所示。

由表1可知，多次沖擊過程中每次沖擊產(chǎn)生的負(fù)向加速度幅值都在3 000g以上，首次沖擊負(fù)向加速度峰值為3 783g，最高沖擊負(fù)向加速度峰值為6 463g出現(xiàn)在第3次沖擊中。并且前4次沖擊加速度峰值差異較大，而后6次沖擊過程負(fù)向加速度相對(duì)穩(wěn)定。彈簧作用下待測(cè)引信獲得的正向加速度也有同樣的特點(diǎn)，前5次沖擊后的正向加速度峰值差異較大，而后5次沖擊正向加速度峰值相對(duì)穩(wěn)定。為研究該現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，引入多次沖擊過程中引信沿X軸的速度-時(shí)間和位移-時(shí)間變化曲線分別如圖9、圖10所示。

結(jié)合速度、位移變化曲線分析多次沖擊過程待測(cè)引信狀態(tài)變化情況可知，受到首次沖擊后，待測(cè)引信獲得沿X軸負(fù)向速度向固定座內(nèi)移動(dòng)使彈簧壓縮，隨著彈簧壓縮量的增大，待測(cè)引信速度逐漸下降直至沿X軸正向運(yùn)動(dòng)，但隨著下次碰撞的到來，沖擊頭并未恢復(fù)至初始位置就在沖擊的作用下再次負(fù)向移動(dòng)。以上過程循環(huán)往復(fù)，導(dǎo)致前幾次沖擊發(fā)生時(shí)引信位置和速度具有較大差異，故每次沖擊后過載峰值差異較大；而在后幾次沖擊發(fā)生時(shí)引信位置和速度趨于穩(wěn)定，所以每次沖擊后過載峰值差異較小。

結(jié)合設(shè)計(jì)指標(biāo)和仿真結(jié)果，在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為500 r/min時(shí)，引信能夠獲得滿足最大過載峰值要求的信號(hào)，但沖擊時(shí)間間隔大于最小沖擊時(shí)間間隔，未滿足指標(biāo)要求。為研究在可行范圍內(nèi)改變轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速對(duì)信號(hào)過載峰值和沖擊時(shí)間間隔的影響，分別在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為500，600，700，800，900和1 000 r/min的條件下進(jìn)行前10次沖擊過程仿真試驗(yàn)，仿真過程如圖11所示。

統(tǒng)計(jì)每次仿真負(fù)向加速度峰值平均值和沖擊時(shí)間間隔，不同轉(zhuǎn)速下仿真結(jié)果對(duì)比如表2所示。

根據(jù)仿真結(jié)果可知，沖擊信號(hào)產(chǎn)生系統(tǒng)模擬信號(hào)過載加速度幅值大小與轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速呈正相關(guān)，而沖擊時(shí)間間隔大小與轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速呈負(fù)相關(guān)。因此該方案可以達(dá)到模擬過載幅值和沖擊時(shí)間間隔可控的要求。并且當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速達(dá)到700 r/min以上時(shí)，可以保證模擬信號(hào)平均加速度沖擊過載加速度幅值不小于5 000g，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速達(dá)到1 000 r/min以上時(shí)，可以保證沖擊時(shí)間間隔不大于3 ms。

綜上，通過對(duì)試驗(yàn)方案進(jìn)行多次沖擊過程運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析可知，通過調(diào)整轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速，可使該設(shè)計(jì)滿足對(duì)沖擊次數(shù)、沖擊幅值和沖擊時(shí)間間隔的技術(shù)指標(biāo)要求。

3 系統(tǒng)試驗(yàn)驗(yàn)證

對(duì)方案能夠模擬的連續(xù)沖擊次數(shù)、沖擊信號(hào)幅值和沖擊時(shí)間間隔等情況展開研究，在不安裝振蕩加載系統(tǒng)的情況下進(jìn)行試驗(yàn)。當(dāng)安裝20個(gè)沖擊頭時(shí)，在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為700 r/min下進(jìn)行多次沖擊試驗(yàn)，通過攝像頭觀測(cè)到?jīng)_擊發(fā)生時(shí)的設(shè)備狀態(tài)，如圖12所示。

通過試驗(yàn)視頻可以看到進(jìn)給試驗(yàn)臺(tái)和旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)在整個(gè)過程中保持穩(wěn)定，多次沖擊發(fā)生時(shí)，引信夾具體在固定座內(nèi)產(chǎn)生位移和振動(dòng)。由信號(hào)采集系統(tǒng)采集引信受到連續(xù)多次沖擊時(shí)加速度傳感器輸出電壓值，并根據(jù)傳感器靈敏度在PC端繪制加速度曲線。

經(jīng)處理后得到在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為700 r/min時(shí)模擬試驗(yàn)過程引信加速度曲線如圖13所示?？梢钥闯觯瑥牡?次沖擊開始到第11次沖擊完成，用時(shí)約為50 ms，因此該設(shè)備能夠模擬10次以上的連續(xù)高沖擊。對(duì)10次沖擊過程引信加速度峰值和峰值發(fā)生時(shí)刻進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表3所示。

由表3可知，本次試驗(yàn)過程中引信獲得的加速度最大值為6 354g，10次沖擊下引信加速度幅值的平均值為5 603g，滿足方案對(duì)沖擊過載信號(hào)幅值的要求。每次沖擊時(shí)間間隔約為4.4 ms，與計(jì)算結(jié)果基本一致。每次沖擊波形變化趨勢(shì)相同，但幅值具有差異。該現(xiàn)象與仿真情況相同，進(jìn)一步觀察試驗(yàn)過程中引信夾具體狀態(tài)可知，在試驗(yàn)過程中引信夾具體在固定座內(nèi)振動(dòng)，同時(shí)在彈簧和沖擊的共同作用下在固定座軌道內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，每次沖擊發(fā)生時(shí)引信狀態(tài)不同，因此每次沖擊具有不同的過載峰值。

為獲得滿足設(shè)計(jì)要求的沖擊時(shí)間間隔，在提高轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速的情況下進(jìn)行模擬試驗(yàn)，轉(zhuǎn)速為1 000 r/min時(shí)獲得引信加速度曲線如圖14所示。

由圖14可知，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為1 000 r/min時(shí)，在不到30 ms的時(shí)間內(nèi)對(duì)引信完成了10次連續(xù)沖擊，沖擊時(shí)間間隔約為3 ms，達(dá)到指標(biāo)要求。同時(shí)過程中引信加速度幅值最大值為9 887g，每次沖擊下引信加速度幅值的平均值為8 083g。對(duì)比分析可知，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速增加后，沖擊過載信號(hào)幅值明顯增加。

為研究轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速與沖擊幅值、沖擊時(shí)間間隔的關(guān)系，在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速分別為200，300，400，500，600，700，800，900，1 000 r/min時(shí)，進(jìn)行9組模擬試驗(yàn)，對(duì)引信加速度波形進(jìn)行分析后得到的結(jié)果如表4所示。

根據(jù)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速可以計(jì)算出沖擊頭與待測(cè)引信夾具碰撞時(shí)速度V=ωR=2πnR/60。由表4可以推論出，試驗(yàn)過程中引信受到的加速度信號(hào)平均幅值隨著轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速的增加而增加，沖擊時(shí)間間隔隨著轉(zhuǎn)速的增加而減少。當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速達(dá)到600 r/min以上時(shí)，每次沖擊下引信加速度幅值達(dá)到5 000g以上，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速達(dá)到1 000 r/min時(shí)，沖擊時(shí)間間隔達(dá)到3.0 ms。因此該設(shè)備可以滿足試驗(yàn)方案對(duì)沖擊次數(shù)（轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速）、加速度幅值和沖擊時(shí)間間隔的要求。

將表4所示的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，繪制不同沖擊速度下試驗(yàn)和仿真結(jié)果的線性擬合曲線，如圖15所示。由圖15可以看出，仿真數(shù)據(jù)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)相同，2組數(shù)據(jù)中沖擊速度和引信過載平均峰值均呈線性關(guān)系。這一結(jié)論也驗(yàn)證了該試驗(yàn)方案可以通過轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速對(duì)沖擊幅值和沖擊時(shí)間間隔來進(jìn)行調(diào)整，滿足設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié) 語

本文對(duì)動(dòng)態(tài)力學(xué)模擬試驗(yàn)信號(hào)產(chǎn)生系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，采用“旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)盤+退讓式?jīng)_擊頭”裝置，產(chǎn)生連續(xù)多次高幅值、短時(shí)間間隔的沖擊過載信號(hào)。通過模態(tài)分析及數(shù)值模擬，驗(yàn)證方案設(shè)計(jì)的可行性，并進(jìn)行樣機(jī)測(cè)試，得出如下結(jié)論。

1） 該系統(tǒng)可產(chǎn)生連續(xù)多次高幅值、短時(shí)間間隔沖擊信號(hào)，連續(xù)沖擊次數(shù)可大于10次，沖擊幅值可大于5 000g，沖擊時(shí)間間隔不大于3 ms。同時(shí)，該系統(tǒng)可對(duì)沖擊信號(hào)幅值和沖擊時(shí)間間隔進(jìn)行調(diào)控，提高了試驗(yàn)設(shè)備的適用范圍。

2） 動(dòng)態(tài)力學(xué)模擬試驗(yàn)信號(hào)產(chǎn)生系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，有效彌補(bǔ)了目前國(guó)內(nèi)對(duì)于多次高幅值、短時(shí)間間隔沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)研究的不足，可為實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行高幅值、短時(shí)間間隔動(dòng)態(tài)力學(xué)模擬試驗(yàn)提供借鑒。

本文重點(diǎn)對(duì)動(dòng)態(tài)力學(xué)模擬試驗(yàn)信號(hào)產(chǎn)生系統(tǒng)的信號(hào)沖擊次數(shù)、沖擊幅值及沖擊時(shí)間間隔進(jìn)行研究，未對(duì)信號(hào)振蕩加載系統(tǒng)進(jìn)行深入探究，未來還需要對(duì)振蕩加載系統(tǒng)（振動(dòng)顆粒屬性、振蕩效果等）開展相關(guān)試驗(yàn)，探究信號(hào)振蕩加載系統(tǒng)特性。

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