用于模擬高強(qiáng)度煙火沖擊的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】用于模擬煙火沖擊的系統(tǒng)可以包括電功率放大器、振動(dòng)器和諧振梁。電功率放大器可以被配置以放大表示期望沖擊響應(yīng)頻譜（SRS）的瞬態(tài)信號(hào)波形。振動(dòng)器可以被配置以響應(yīng)于放大的信號(hào)波形而產(chǎn)生沖擊脈沖。諧振梁可以被安裝在所述振動(dòng)器上，并可以被配置為放大所述沖擊脈沖。
【專利說(shuō)明】用于模擬高強(qiáng)度煙火沖擊的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明通常涉及沖擊測(cè)試，更具體地，涉及用于模擬受測(cè)組件或樣品中的高強(qiáng)度煙火沖擊(pyrotechnic shock)的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]航天器如通信衛(wèi)星在發(fā)射過(guò)程中會(huì)受到若干分散沖擊事件。例如，在助推器和運(yùn)載火箭分離以及運(yùn)載火箭級(jí)分離過(guò)程中，運(yùn)載火箭攜帶的航天器會(huì)受到?jīng)_擊。一旦航天器進(jìn)入軌道，航天器與運(yùn)載火箭分離以及子系統(tǒng)如太陽(yáng)能電池板的部署過(guò)程中，航天器也會(huì)受到?jīng)_擊。
[0003]煙火或爆炸性材料被廣泛用在太空發(fā)射中以促進(jìn)上述提到的分離和部署事件。在分離或部署事件過(guò)程中爆炸性能量的釋放會(huì)引起持續(xù)時(shí)間相對(duì)較短而幅值較高的沖擊脈沖的產(chǎn)生。例如,沖擊脈沖的持續(xù)時(shí)間可以在50微秒到不超過(guò)20毫秒之間。此外，沖擊脈沖的頻率范圍可以達(dá)到1000000Hz，且峰值幅度(例如，加速度)達(dá)300000g (或g’s)。這種強(qiáng)度相對(duì)較高的沖擊脈沖會(huì)被傳輸?shù)桨惭b在航天器和運(yùn)載火箭上的敏感組件和儀器中。
[0004]為了確保這些組件在發(fā)射過(guò)程中能夠承受高強(qiáng)度沖擊脈沖，通常在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境或其他受控環(huán)境中對(duì)單個(gè)組件進(jìn)行合格性測(cè)試。在合格性測(cè)試過(guò)程中，組件會(huì)受到模擬預(yù)期發(fā)生在服務(wù)環(huán)境中(例如，在運(yùn)載火箭上)的煙火沖擊的沖擊脈沖。通常使用指定或期望沖擊響應(yīng)譜或沖擊響應(yīng)頻譜(shock response spectrum,即SRS)來(lái)描述被模擬的煙火沖擊的特征?？梢允褂脤?shí)彈通過(guò)測(cè)量模擬的或?qū)嶋H的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)煙火沖擊的響應(yīng)來(lái)建立期望SRS。例如，可以建立表示被傳輸?shù)桨惭b在運(yùn)載火箭的載荷連接裝置上的通信衛(wèi)星的煙火沖擊的期望SRS。該期望SRS可以包括所有在飛行序列過(guò)程中發(fā)生的煙火沖擊的復(fù)合。例如，期望SRS可以包括發(fā)生在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和運(yùn)載火箭分離過(guò)程中的沖擊，整流罩和運(yùn)載火箭分離過(guò)程中的沖擊，引爆煙火螺栓切割刀過(guò)程中的沖擊以及其他沖擊事件，其中引爆煙火螺栓切割刀會(huì)釋放將衛(wèi)星固定在載荷連接裝置上的夾緊帶，從而允許衛(wèi)星與運(yùn)載火箭分離。
[0005]在組件合格性測(cè)試過(guò)程中，用于模擬煙火沖擊的系統(tǒng)和方法包括在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中測(cè)定量彈藥的使用。彈藥可以與安裝有組件或組件質(zhì)量模型的結(jié)構(gòu)連接?？梢栽噲D引爆彈藥以在該結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生引起加速度響應(yīng)的沖擊脈沖，重復(fù)期望SRS。不幸地，使用這種方法產(chǎn)生的沖擊脈沖會(huì)不準(zhǔn)確，因?yàn)殡y于量化測(cè)定量彈藥(即，爆炸物質(zhì))包含的潛在能量。此外，實(shí)彈產(chǎn)生的沖擊脈沖會(huì)難于控制，從而導(dǎo)致在反復(fù)試驗(yàn)基礎(chǔ)上使用不同實(shí)彈量耗費(fèi)時(shí)間重復(fù)測(cè)試直到實(shí)現(xiàn)加速度響應(yīng)在期望SRS可接受的限度內(nèi)。
[0006]此外，因?yàn)槠谕鸖RS可以包括若干具有不同頻率成分的不同沖擊事件，使用實(shí)彈測(cè)試會(huì)導(dǎo)致受測(cè)樣品的過(guò)測(cè)試，從而損傷昂貴的測(cè)試硬件，而且需要故障分析以及硬件的修理、修復(fù)或重新設(shè)計(jì)，然后再重新測(cè)試。為了避免過(guò)測(cè)試而減少?gòu)椝幜繒?huì)導(dǎo)致受測(cè)樣品的欠測(cè)試(under-testing),其中沖擊幅值小于合格性測(cè)試指定的水平。與使用爆炸性材料進(jìn)行合格性測(cè)試相關(guān)的進(jìn)一步缺點(diǎn)是為安全處理和材料存儲(chǔ)，需要復(fù)雜測(cè)量。
[0007]用于模擬煙火沖擊的現(xiàn)有系統(tǒng)還包括機(jī)械撞擊的使用，從而在裝有待測(cè)組件的結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生沖擊脈沖。不幸地，機(jī)械撞擊方法存在的挑戰(zhàn)在于從一次機(jī)械撞擊到另一次機(jī)械撞擊精確地在結(jié)構(gòu)中重現(xiàn)期望的加速度。此外，機(jī)械撞擊方法會(huì)在主要沖擊脈沖結(jié)束時(shí)在結(jié)構(gòu)中引起機(jī)械鳴震(mechanical ringing)或殘留的機(jī)械響應(yīng)。這種機(jī)械鳴震不會(huì)出現(xiàn)除非由于用于實(shí)際飛行結(jié)構(gòu)中的沖擊的吸收、抑制、衰減或分布而出現(xiàn)在實(shí)際飛行結(jié)構(gòu)中。就這一點(diǎn)而言，這種會(huì)出現(xiàn)在撞擊方法中的機(jī)械鳴震會(huì)弓I起煙火撞沖擊的不精確模擬。
[0008]可看出，在現(xiàn)有技術(shù)中需要一種系統(tǒng)和方法來(lái)精確模擬具有期望SRS的高強(qiáng)度煙火沖擊，該沖擊包括若干具有不同頻率成分的沖擊事件。此外，現(xiàn)有技術(shù)中還需要一種系統(tǒng)和方法模擬高強(qiáng)度煙火沖擊，其能夠被精確地控制，同時(shí)具有極好的重復(fù)性而且成本較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明具體解決和緩和了上述關(guān)于高強(qiáng)度煙火沖擊模擬的需求，其中，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種用于模擬煙火沖擊的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以包括電功率放大器、振動(dòng)器或諧振梁(或稱為共振梁(resonance beam))。電功率放大器可以被配置為放大表示期望沖擊響應(yīng)頻譜(SRS)的瞬態(tài)信號(hào)。振動(dòng)器可以被配置為產(chǎn)生沖擊脈沖以響應(yīng)放大的信號(hào)波形。諧振梁可以被安裝至振動(dòng)器且可以被配置為放大沖擊脈沖。
[0010]在一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施例中，公開(kāi)了一種用于模擬煙火沖擊的系統(tǒng)，該煙火沖擊由具有至少一個(gè)拐點(diǎn)頻率和公差帶的期望沖擊響應(yīng)頻譜(SRS)表示。該系統(tǒng)可以包括被配置為放大表示期望SRS的瞬態(tài)信號(hào)波形。該系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括具有電樞和參考軸線的電動(dòng)振動(dòng)器。該系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括安裝至電樞的諧振梁。該諧振梁可以被配置為放大沖擊脈沖以使諧振梁上的至少一個(gè)位置具有基本上等于拐點(diǎn)頻率上的加速度的絕對(duì)峰值加速度。
[0011]還提供了一種用于模擬具有期望沖擊響應(yīng)頻譜(SRS)的煙火沖擊的方法。該方法可以包括使用裝有諧振梁的振動(dòng)器產(chǎn)生沖擊脈沖的步驟。該方法可以附加地包括放大諧振梁上至少一個(gè)位置上的沖擊脈沖以響應(yīng)諧振梁的激發(fā)。
[0012]在一個(gè)進(jìn)一步實(shí)施例中，公開(kāi)了一種用于模擬煙火沖擊的方法。該煙火沖擊具有包括拐點(diǎn)頻率和對(duì)應(yīng)于拐點(diǎn)頻率的加速度的期望沖擊響應(yīng)頻譜(SRS )。該方法可以包括產(chǎn)生表示期望SRS的瞬態(tài)信號(hào)波形和放大該信號(hào)波形的步驟。放大的信號(hào)波形可以被施加到安裝有諧振梁的電動(dòng)振動(dòng)器中。該方法可以包括在振動(dòng)器上產(chǎn)生沖擊脈沖以響應(yīng)放大的信號(hào)波形，該沖擊脈沖的方向基本上與參考軸線平行。該方法可以進(jìn)一步包括激發(fā)諧振梁以響應(yīng)沖擊脈沖的產(chǎn)生，以及在諧振梁中放大沖擊脈沖以響應(yīng)諧振梁的激發(fā)。
[0013]該方法可以附加地包括測(cè)量諧振梁的一個(gè)位置上的峰值加速度以響應(yīng)沖擊脈沖的放大，以及根據(jù)測(cè)量的峰值加速度計(jì)算模擬SRS。該方法還可以包括調(diào)整至少一個(gè)測(cè)試變量直到模擬SRS的絕對(duì)峰值加速度基本上等于對(duì)應(yīng)于拐點(diǎn)頻率的加速度。該測(cè)試變量可以包括在調(diào)整諧振梁上測(cè)量加速度的位置。測(cè)試變量還可以包括調(diào)整諧振梁的配置。
[0014]上述特征、功能和優(yōu)勢(shì)可以獨(dú)立地在本發(fā)明的不同實(shí)施例中實(shí)施或可以在其他實(shí)施例中被組合，其進(jìn)一步細(xì)節(jié)可參考下述描述和附圖。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]參照附圖后，本發(fā)明的這些或其他特征將變得更加明顯，其中，本文中同樣的附圖標(biāo)記表示相同的部件，并且其中:[0016]圖1是用于模擬受測(cè)樣品中的煙火沖擊并包括振動(dòng)器和用于放大振動(dòng)器產(chǎn)生的沖擊脈沖的諧振梁的系統(tǒng)實(shí)施例的原理圖；
[0017]圖2是諧振梁被配置為軸向梁的系統(tǒng)的實(shí)施例的透視圖；
[0018]圖3是沿圖2的線3-3的系統(tǒng)俯視圖，而且其圖示了安裝至振動(dòng)器的軸向梁；
[0019]圖4是沿圖3的線4-4的系統(tǒng)側(cè)視圖，而且其圖示了被施加到軸向梁的沖擊脈沖；
[0020]圖5是沿圖3的線5-5的系統(tǒng)側(cè)視圖，而且其圖示了軸向梁的高度大于其寬度；
[0021]圖6是諧振梁被配置為橫向梁的系統(tǒng)的實(shí)施例的透視圖；
[0022]圖7是沿圖6的線7-7的系統(tǒng)俯視圖，而且其圖示了安裝至振動(dòng)器的橫向梁；
[0023]圖8是沿圖7的線8-8的系統(tǒng)側(cè)視圖，而且其圖示了被施加到橫向梁的沖擊脈沖；
[0024]圖9是沿圖7的線9-9的系統(tǒng)側(cè)視圖，而且其圖示橫向梁的寬度大于其高度；
[0025]圖10是系統(tǒng)實(shí)施例的透視圖，其中諧振梁被配置為包括軸向梁和側(cè)向元件的L-梁；
[0026]圖11是沿圖10的線11-11的系統(tǒng)俯視圖，而且其圖示了安裝至振動(dòng)器的L-梁，而且所示側(cè)向元件為一個(gè)方管；
[0027]圖12是沿圖11的線12-12的系統(tǒng)側(cè)視圖，而且其圖示了 L-梁被可滑動(dòng)地支撐在梁支撐件上；
[0028]圖13是沿圖11的線13-13的系統(tǒng)側(cè)視圖，而且其圖示了 L-梁被可滑動(dòng)地支撐在梁支撐件上和沖擊脈沖被施加到軸向梁上；
[0029]圖14是響應(yīng)于配置與圖2-5所示相似的第一沖擊脈沖的軸向梁的加速度時(shí)間變化關(guān)系圖；
[0030]圖15是以圖14的加速度時(shí)間變化關(guān)系為基礎(chǔ)的模擬SRS ；
[0031]圖16是受到與圖14-15所示相似的第一沖擊脈沖的軸向梁的加速度時(shí)間變化關(guān)系圖；
[0032]圖17是以第二沖擊脈沖有關(guān)且與圖16的加速度時(shí)間關(guān)系為基礎(chǔ)的模擬SRS，而且其圖示了與圖15所示的第一沖擊脈沖有關(guān)的模擬SRS的密切對(duì)應(yīng)關(guān)系；
[0033]圖18是在圖2-5的軸向梁的基部上測(cè)量的加速度時(shí)間關(guān)系曲線圖，并且在基部上具有約1250g的測(cè)量的峰值加速度；
[0034]圖19是以圖18為基礎(chǔ)的模擬SRS，而且其圖示了基部上約2951g的絕對(duì)峰值加速度；
[0035]圖20是在圖2-5的軸向梁的自由端上測(cè)量的加速度時(shí)間關(guān)系圖，并且在自由端上具有約2784g的測(cè)量的峰值加速度；
[0036]圖21是以圖20為基礎(chǔ)的模擬SRS，而且其圖示了自由端上約6139g的絕對(duì)峰值加速度；
[0037]圖22是與圖10-13所示的實(shí)施例相似的L-梁的加速度時(shí)間關(guān)系圖，而且具有約13332g的測(cè)量的峰值加速度；
[0038]圖23是以圖22為基礎(chǔ)的模擬SRS，而且其圖示了 L-梁約30880g的絕對(duì)峰值加速度；
[0039]圖24是與圖10-13所示的實(shí)施例相似的L-梁的加速度時(shí)間關(guān)系圖，而且其具有約11146g的測(cè)量的峰值加速度；[0040]圖25是以圖24為基礎(chǔ)的模擬SRS，而且其圖示了 L-梁約50641g的絕對(duì)峰值加速度；
[0041]圖26是圖示包括可以在用于在受測(cè)樣品中模擬煙火沖擊的系統(tǒng)中實(shí)施的一個(gè)或更多操作的方法實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]現(xiàn)參考附圖，其中附圖旨在圖示本發(fā)明的優(yōu)選的各種實(shí)施例，圖1所示是用于模擬煙火沖擊的系統(tǒng)10的實(shí)施例的示意圖。該系統(tǒng)10可以包括電動(dòng)振動(dòng)器40和測(cè)試夾具10，測(cè)試夾具10包括安裝在振動(dòng)器40上用于放大由振動(dòng)器40產(chǎn)生的沖擊脈沖54的諧振梁102。該沖擊脈沖可以被產(chǎn)生以響應(yīng)由電功率放大器提供給振動(dòng)器40的放大的瞬態(tài)信號(hào)波形。優(yōu)勢(shì)在于，由于諧振梁102提供的機(jī)械優(yōu)勢(shì)，可以給安裝在諧振梁102上的受測(cè)樣品施加精確受控、高強(qiáng)度的沖擊。
[0043]如圖1所示，系統(tǒng)10可以包括脈沖信號(hào)發(fā)生器12，其被配置為產(chǎn)生所需幅值和持續(xù)時(shí)間的瞬態(tài)信號(hào)波形以在振動(dòng)器40產(chǎn)生的沖擊脈沖54中實(shí)現(xiàn)期望脈沖圖表。該瞬態(tài)信號(hào)可以具有的持續(xù)時(shí)間為毫秒級(jí)到微秒級(jí)從而滿足模擬煙火沖擊的需要。在一個(gè)實(shí)施例中，瞬態(tài)信號(hào)可以具有的持續(xù)時(shí)間小于20微秒，當(dāng)然可以提供任意持續(xù)時(shí)間的瞬態(tài)信號(hào)?？梢允褂酶鞣N不同的波形提供瞬態(tài)信號(hào)，包括，但不限于，正弦波、鋸齒波、方波、三角波和其他波形或波形的組合。
[0044]信號(hào)調(diào)節(jié)裝置14可以被包含在系統(tǒng)10中以整形或控制由信號(hào)發(fā)生器12產(chǎn)生的瞬態(tài)信號(hào)波形。信號(hào)調(diào)節(jié)裝置14可以包括模擬濾波器16，其可以被配置為具有滑塊(例如，可變電阻器)的1/3倍頻程濾波器，從而以1/3倍頻程頻率間隔或其他頻率間隔調(diào)節(jié)信號(hào)的幅值。信號(hào)調(diào)節(jié)裝置14還可以包括數(shù)字濾波器18，其可以接收來(lái)自模擬濾波器16的瞬態(tài)信號(hào)波形。數(shù)字濾波器18可以被配置為1/3倍頻程數(shù)字濾波器18，當(dāng)然數(shù)字濾波器18可以允許以不同頻率增量而不是1/3倍頻程增量調(diào)節(jié)瞬態(tài)信息。
[0045]數(shù)字濾波器18可以包括可以被顯示在與數(shù)字濾波器18相耦合的主機(jī)20的顯示器上的數(shù)字滑動(dòng)器(未示出)。在這種方式下，數(shù)字濾波器18可以促進(jìn)瞬態(tài)信號(hào)的輸出電平的增大或者促進(jìn)不同頻率上的瞬態(tài)信號(hào)的頻譜整形。例如，數(shù)字濾波器18可以允許在一個(gè)或更多頻率上以l/4dB增量調(diào)整瞬態(tài)信號(hào)輸出電平以此作為控制沖擊脈沖54的圖表的手段。主機(jī)20可以提供保存用于后續(xù)再調(diào)用和使用的給定瞬態(tài)信號(hào)頻譜的設(shè)定的手段。信號(hào)調(diào)節(jié)裝置14可以起到信號(hào)放大器的作用，而且可以提供如以l/2dB增量或其他合適增量調(diào)整瞬態(tài)信號(hào)增益的手段。
[0046]就這一點(diǎn)而言，信號(hào)調(diào)節(jié)裝置14可以提供增加由振動(dòng)器40產(chǎn)生的沖擊脈沖54的動(dòng)態(tài)范圍的手段。此外，模擬濾波器16和數(shù)字濾波器18的可調(diào)整性提供了控制諧振梁102的沖擊響應(yīng)頻譜(SRS)的手段，從而使諧振梁102的SRS可以被保持在相對(duì)窄的公差帶內(nèi)以最小化或阻止測(cè)試設(shè)備的過(guò)測(cè)試。在這種方式下，信號(hào)調(diào)節(jié)裝置14提高了沖擊測(cè)試的準(zhǔn)確性、控制和可重復(fù)性。
[0047]仍如圖1所示，系統(tǒng)10可以附加地包括可以與功率放大器28耦合的控制單元22，其可以接收來(lái)自數(shù)字濾波器18的瞬態(tài)信號(hào)波形?？刂茊卧?2可以被配置為便于瞬態(tài)信號(hào)波形中頻率相對(duì)較高的波形的限幅。此外，控制單元22可以被配置為平滑瞬態(tài)信號(hào)波形以阻止在瞬態(tài)信號(hào)波形的幅度出現(xiàn)中斷或快速上升時(shí)功率放大器28或振動(dòng)器40的跳閘(SP，無(wú)效)。
[0048]電壓監(jiān)測(cè)裝置30如示波器及類似裝置還可以選擇性地被包括在系統(tǒng)10中。監(jiān)測(cè)裝置30可以與混頻器/限幅器或主增益控制器24耦合并可以提供可視化監(jiān)測(cè)被傳輸?shù)焦β史糯笃?8的瞬態(tài)信號(hào)中的電壓幅值。監(jiān)測(cè)裝置30可以允許用戶監(jiān)測(cè)瞬態(tài)信號(hào)的形狀和被傳輸?shù)焦β史糯笃?8的電壓水平。以這種方式，用戶可以調(diào)節(jié)瞬態(tài)信號(hào)使其適于阻止過(guò)多功率被傳輸?shù)焦β史糯笃髦?，以及避免過(guò)測(cè)試。
[0049]包括在系統(tǒng)10中的電功率放大器28還可以包括為振動(dòng)器40的勵(lì)磁線圈提供直流電的直流發(fā)生器26。直流電可以在可移動(dòng)驅(qū)動(dòng)器線圈或振動(dòng)器40的電樞50周圍建立靜態(tài)磁場(chǎng)。在一個(gè)實(shí)施例中，直流發(fā)生器26可以被配置為產(chǎn)生約等于300安培或更大的直流電。此外，功率放大器28可以放大瞬態(tài)信號(hào)波形并可以給電樞提供交流電以使電樞根據(jù)交流電的頻率和幅值沿著振動(dòng)器40的參考軸線軸向移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，功率放大器28可以產(chǎn)生約等于500安培或更大的交流電。功率放大器28可以優(yōu)選地被配置為放大最小失真的瞬態(tài)號(hào)。
[0050]如圖1所示，振動(dòng)器40可以被可通信地與功率放大器28耦合。振動(dòng)器40可以由安裝在相對(duì)大型的物體如混泥土地板的剛性不可移動(dòng)面上的一對(duì)支柱42支撐。振動(dòng)器40可以由延伸在振動(dòng)器40和振動(dòng)器40的每一側(cè)上的支架之間的一對(duì)樞軸線被樞轉(zhuǎn)地安裝至支柱42上。優(yōu)勢(shì)在于，振動(dòng)器40的可樞轉(zhuǎn)安裝便于將振動(dòng)器40和測(cè)試夾具10調(diào)節(jié)至不同的方向和位置上，以便在以下所述諧振梁中實(shí)現(xiàn)不同響應(yīng)。振動(dòng)器40包括圍繞電樞50的勵(lì)磁線圈48。電樞50可以沿著振動(dòng)器40的參考軸線軸向移動(dòng)以響應(yīng)由功率放大器28產(chǎn)生的放大的信號(hào)波形的應(yīng)用。
[0051]測(cè)試夾具10可以包括安裝在振動(dòng)器40上的諧振梁102。諧振梁102可以具有直接與電樞50直接連接的基部106，以使諧振梁102和電樞50移動(dòng)一致。優(yōu)勢(shì)在于，諧振梁102被配置為通過(guò)將諧振梁102激發(fā)為一個(gè)或更多諧振模式來(lái)放大沖擊脈沖54，如下文更詳細(xì)描述。例如，諧振梁102可以被配置為主要在縱向模式中、彎曲或橈曲模式、和/或扭轉(zhuǎn)模式、或在其他模式或這些模式的組合中諧振。諧振模式或諧振梁102的激發(fā)可以是諧振梁102幾何形狀和諧振梁102在振蕩器40上的方向和位置的函數(shù)，如下所述。
[0052]受測(cè)樣品150可以被安裝在產(chǎn)生沖擊脈沖54的期望放大倍數(shù)的諧振梁102的位置上。在一個(gè)實(shí)施例中，沖擊脈沖54的放大倍數(shù)是優(yōu)選的，以使對(duì)于至少一個(gè)位置，諧振梁102呈現(xiàn)的測(cè)量的峰值加速度206大于諧振梁102的基部106上的測(cè)量的峰值加速度206。在一個(gè)實(shí)施例中，諧振梁102被優(yōu)選地配置以使在諧振梁102的至少一個(gè)位置上呈現(xiàn)與期望SRS208 (圖15)基本相同的模擬SRS208 (圖15)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，諧振梁102被配置以使諧振梁102上的至少一個(gè)位置具有大致等于對(duì)應(yīng)于期望的SRS208的拐點(diǎn)頻率216(圖15)的加速度的絕對(duì)峰值加速度。SRS的拐點(diǎn)頻率216對(duì)應(yīng)于響應(yīng)煙火沖擊的服務(wù)環(huán)境(即，結(jié)構(gòu))的主頻率。
[0053]在實(shí)際服務(wù)環(huán)境中，期望SRS208 (圖15)可以表示響應(yīng)于來(lái)自實(shí)彈(未示出)的煙火沖擊的加速度。例如，期望SRS208可以表示在樣品(例如，組件或子裝配件)的實(shí)際安裝位置附近測(cè)量的實(shí)際或模擬飛行結(jié)構(gòu)(未示出)對(duì)來(lái)自實(shí)彈的煙火沖擊的響應(yīng)。期望SRS208可以以服務(wù)環(huán)境受到的來(lái)自實(shí)彈的煙火沖擊的加速度時(shí)間關(guān)系200 (圖14)為基礎(chǔ)。更具體地，期望SRS208可以根據(jù)加速度時(shí)間關(guān)系200的測(cè)量的峰值加速度206 (圖14)計(jì)算。期望SRS208常常使用公差帶214 (圖15)來(lái)描述。如圖15所示，公差帶214包括上限值和下限值214a, 214b (例如，+/_3dB, +/_6dB, +9/_6dB),其可以根據(jù)程序要求來(lái)確定。
[0054]期望SRS208 (圖15)表示沖擊脈沖對(duì)每一個(gè)都具有不同諧振頻率的多個(gè)單自由度質(zhì)量彈簧系統(tǒng)的嚴(yán)重程度或損傷潛能的測(cè)量。期望SRS208可以以最大絕對(duì)加速度響應(yīng)的方式來(lái)表示，其被稱為最大值，且被定義為最大正加速度和最大負(fù)加速度的最大值。期望SRS208的計(jì)算是以所選衰減率為基礎(chǔ)的，衰減率通常為5%，當(dāng)然可以使用不同的衰減率來(lái)確定期望SRS208?？梢詫⑵谕鸖RS208提供給沖擊測(cè)試設(shè)備以作為受測(cè)樣品150 (S卩，組件或子裝配件)的測(cè)試規(guī)范，從而達(dá)到一個(gè)或更多目的，如開(kāi)發(fā)測(cè)試、合格性測(cè)試、飛行接受測(cè)試或其他目的。
[0055]仍如圖1所示，系統(tǒng)10可以包括優(yōu)選地被安裝在諧振梁102上靠近受測(cè)樣品150的加速度傳感器60，以測(cè)量、記錄和/或存儲(chǔ)位置上的諧振梁102的沖擊或加速度響應(yīng)。加速度傳感器60可以包括加速度計(jì)62，當(dāng)然在一個(gè)替代實(shí)施例中，加速度傳感器60可以被配置為包括，但不限于，應(yīng)變計(jì)、速度計(jì)、位移計(jì)、激光測(cè)速儀或其他加速度測(cè)量裝置。加速度計(jì)62可以是壓電加速度計(jì)或壓阻加速度計(jì)。加速度計(jì)62可以被配置為一個(gè)單軸加速度計(jì)。更優(yōu)選地，加速度計(jì)62被配置為在三個(gè)相互垂直的軸線的每一個(gè)中測(cè)量加速度的三軸加速度計(jì)。就這一點(diǎn)而言，在識(shí)別具有沖擊脈沖的期望放大倍率的諧振梁上的位置的過(guò)程中，一個(gè)或更多三軸加速度計(jì)63可以被安裝在諧振梁102上。在識(shí)別具有期望放大倍率水平的諧振梁102位置之后，在對(duì)受測(cè)樣品150進(jìn)行沖擊測(cè)試過(guò)程中，加速度計(jì)62還可以被安裝在諧振梁102上。
[0056]對(duì)受測(cè)樣品150進(jìn)行沖擊測(cè)試有不同的目的。對(duì)于合格性測(cè)試，受測(cè)樣品150常常在每個(gè)軸線上(即，X，1，Z)的每個(gè)方向(即，+/_)受到三次沖擊，總共受到18次沖擊。在沖擊脈沖54的應(yīng)用過(guò)程中，受測(cè)樣品150被優(yōu)選地取向以使受測(cè)樣品150的活動(dòng)軸線(即，X-軸，y-軸，或ζ-軸)基本上與振動(dòng)器40的參考軸線56平行。對(duì)于飛行接受測(cè)試，受測(cè)樣品受到的沖擊的數(shù)量減少到在每個(gè)軸線(即，X, y, ζ)的每個(gè)方向(即，+/_)受到單次沖擊，總共6次沖擊，當(dāng)然受測(cè)樣品150可以收到任意數(shù)量的沖擊。
[0057]仍如圖1所示，系統(tǒng)10可以包括獲取和處理由安裝至諧振梁102的加速度傳感器60測(cè)量的加速度數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)58。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)58可以包括信號(hào)調(diào)節(jié)器64。信號(hào)調(diào)節(jié)器64可以為加速度傳感器提供功率，而且可以放大加速度傳感器60的輸出信號(hào)。數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)58可以附加地包括數(shù)據(jù)分析儀或沖擊頻譜分析儀66，其可以具有可視化顯示施加到諧振梁102的沖擊脈沖的結(jié)果的顯示器68。沖擊頻譜分析儀66可以顯示給定位置上的諧振梁102的模擬SRS218。在顯示器中，模擬SRS可以與具有公差帶的期望SRS疊加，以提供模擬煙火沖擊中的沖擊脈沖的精確可視化指示。
[0058]參考圖2-5，所示為系統(tǒng)10的實(shí)施例，其中諧振梁102被配置為軸向梁110。軸向梁110具有基部106、自由端136和延伸在基部106和自由端136之間的長(zhǎng)軸線104?；?06被安裝在電樞50上，例如機(jī)械地將基部106固定在電樞50上，當(dāng)然，可以使用其他方式將基部106焊接或連接在電樞50上。例如，軸向梁110和電樞50可以形成為單一結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，基部106可以包括接裝板108以便于將軸向梁110安裝在電樞50上。基部106可以是盤(pán)型，而且可以形成為與圓形的電樞50互補(bǔ)。然而，可以提供任意各種替代的尺寸和形狀的接裝盤(pán)108。無(wú)論基部106的具體配置如何，軸向梁110優(yōu)選地安裝在電樞50上以使軸向梁110和電樞在沖擊脈沖54持續(xù)時(shí)間中相互保持連續(xù)接觸并作為一個(gè)整體移動(dòng)以響應(yīng)沖擊脈沖54。
[0059]軸向梁110的長(zhǎng)軸線104的方向基本與參考軸線56平行。電樞50沿著參考軸線56移動(dòng)，而且沖擊脈沖54主要是沿著參考軸線56被施加到軸向梁110中。在一個(gè)實(shí)施例中，軸向梁110的方向和配置可以為使沖擊脈沖54將軸向梁110激發(fā)為縱向?yàn)橹鞯募ぐl(fā)模式，盡管軸向梁110可以被激發(fā)為其他模式，包括彎曲模式或模式的組合。當(dāng)被激發(fā)時(shí)，軸向梁110可以在出現(xiàn)沖擊脈沖54的放大的軸向梁110的位置上具有反節(jié)點(diǎn)(未示出)。這些反節(jié)點(diǎn)位置可以增加或放大沖擊脈沖能量。相反地，軸向梁110可以降低的放大倍率或沒(méi)有放大倍率的位置上具有節(jié)點(diǎn)(沒(méi)有顯示)。這些節(jié)點(diǎn)位置會(huì)吸收沖擊脈沖能量。
[0060]受測(cè)樣品150可以被安裝在軸向梁110的任意位置上，而且優(yōu)選地被安裝在提供沖擊脈沖54的期望放大倍率水平的位置上。例如，圖2圖示了安裝在軸向梁110的自由端112的支撐夾具154上的的受測(cè)樣品，在此處，沖擊脈沖被以兩倍或更多的倍數(shù)放大，其具體細(xì)節(jié)如下文所述。軸向梁110可以包括至少一個(gè)靠近受測(cè)樣品150被安裝在軸向梁110上的加速度計(jì)62。另一個(gè)加速度計(jì)62可以靠近基部106被安裝在軸向梁110上以在基部106測(cè)量加速度響應(yīng)，其用于與受測(cè)樣品150上軸向梁110的加速度響應(yīng)比較。
[0061]圖3是安裝在振動(dòng)器40電樞50上的軸向梁110的俯視圖。雖然所示軸向梁110大致位于振動(dòng)器40的中心，但是軸向梁110可以與振動(dòng)器40中心偏離。雖然軸向梁110可以具有厚度tA不大于軸向梁110的寬度Wa，但是軸向梁110的厚度tA優(yōu)選地不大于軸向梁110的寬度Wa (圖4)的大約1/2。軸向梁110可以具有矩形截面，如所示的正方形截面。然而，軸向梁110可以具有圓形截面(未示出)。另外，軸向梁110可以具有任意形狀或結(jié)構(gòu)的非直角截面。例如，軸向梁110可以具有至少部分彎曲的截面如導(dǎo)致軸向梁110為圓筒形狀的圓形截面(沒(méi)有顯示)。就這一點(diǎn)而言，可以提供任意不同截面形狀的軸向梁110，從而在不同位置上產(chǎn)生不同的放大倍率水平。
[0062]圖4是安裝在振動(dòng)器40電樞50上的軸向梁110的側(cè)視圖。測(cè)量的軸向梁110的高度^與長(zhǎng)軸線104平行，而測(cè)量的寬度Wa與長(zhǎng)軸線104垂直。在一個(gè)實(shí)施例中，軸向梁110的高度hA大于軸向梁110的寬度WA。例如，軸向梁110的高度匕可以至少是寬度Wa的兩倍。在一個(gè)進(jìn)一步實(shí)施例中，高度hA可以大于寬度Wa的約2-5倍，當(dāng)然高度hA可以大于寬度Wa的五倍。
[0063]圖5是安裝在振動(dòng)器40電樞50上的軸向梁110的進(jìn)一步側(cè)視圖，而且圖示了安裝在支撐夾具154上的受測(cè)樣品150，其中支撐夾具154被安裝至軸向梁110的自由端。所示諧振梁102的長(zhǎng)軸線104與振動(dòng)器40的參考軸線對(duì)齊以使參考軸線穿過(guò)軸向梁110。在這種結(jié)構(gòu)中，沖擊脈沖54可以被施加到軸向梁110而不偏離中心地加載軸向梁110。然而，軸向梁110可以偏離(未示出)參考軸線56，這會(huì)改變軸向梁110的激發(fā)，而且會(huì)在軸向梁110中引起不同的放大倍率水平。
[0064]參考圖6-9，其顯示了系統(tǒng)10的實(shí)施例，其中諧振梁102被配置為橫向梁120，其具有方向與參考軸線56基本垂直的長(zhǎng)軸線104。橫向梁120可以具有可以包括橫向梁120與電樞50連接或被安裝在電樞50上的部分的基部106。在一個(gè)實(shí)施例中，橫向梁120的基部106可以包括與上述描述的軸向梁110包含的接合板108相似的接合板108。[0065]橫向梁120具有相對(duì)梁端部122。長(zhǎng)軸線102在梁端部122之間延伸。所示受測(cè)樣品150被安裝在梁端部122的其中一個(gè)上。然而，受測(cè)樣品150可以被安裝在梁端部122的任意位置上或被安裝在橫向梁120的任意表面上。至少一個(gè)加速度計(jì)63被安裝在橫向梁120上以在位置上測(cè)量橫向梁120的加速度響應(yīng)。例如，加速度計(jì)62可以被安裝在橫向梁120靠近受測(cè)樣品150的位置上。另一個(gè)加速度計(jì)62可以被安裝在橫向梁的基部106的位置上以測(cè)量基部上的加速度響應(yīng)，其用于與橫向梁120的另一個(gè)位置上的加速度響應(yīng)比較。
[0066]圖7是系統(tǒng)的俯視圖，其顯示橫向梁120大致位于振動(dòng)器40的中心。橫向梁120具有厚度&可以小于橫向梁120的高度hT。在一個(gè)實(shí)施例中，厚度tT可以不大于約1/2的橫向梁120的高度hT (圖8)，當(dāng)然橫向梁120可以為任意厚度tT。
[0067]圖8是安裝在振動(dòng)器40上的橫向梁的側(cè)視圖。橫向梁120具有測(cè)量的高度hT可以基本與長(zhǎng)軸線104垂直，而測(cè)量的寬度wT與長(zhǎng)軸線104平行。在一個(gè)實(shí)施例中，寬度wT可以大于高度hT。例如，橫向梁120的寬度wT可以至少是橫向梁120的高度hT的兩倍。在一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施例中，橫向梁120的寬度wT可以大于橫向梁120的高度hT的2-10倍，當(dāng)然可以考慮更長(zhǎng)的寬度wT。
[0068]橫向梁120的寬度wT可以使梁端部122的至少其中一端延伸至電樞50的周界52之外。梁端部122和電樞50周界52之間的差可以定義橫向梁120的懸垂部分124，其中，從電樞50向外懸臂支撐梁端部122。在這種結(jié)構(gòu)中，橫向梁120可以至少在一個(gè)懸垂部分124區(qū)域內(nèi)被激發(fā)到諧振的撓曲模式。就這一點(diǎn)而言，梁端部122可以包括激發(fā)反節(jié)點(diǎn)(未示出)，而且可以在梁端部122上呈現(xiàn)相對(duì)于橫向梁120的其他位置上的放大倍率增加的沖擊脈沖的放大倍率。
[0069]圖9是橫向梁120的進(jìn)一步側(cè)視圖，其圖示了通常為矩形截面的橫向梁120。然而，可以提供包括正方形截面形狀或其他截面形狀的替代截面形狀的橫向梁120。圖9進(jìn)一步圖示了所安裝的橫向梁120使參考軸線56穿過(guò)橫向梁120。然而，橫向梁120可以與參考軸線56偏移，這可以改變橫向梁120的一個(gè)或更多位置上的激發(fā)和放大倍率水平。所示受測(cè)樣品150和加速度計(jì)62被安裝在橫向梁120的一個(gè)側(cè)面上。然而，受測(cè)樣品150和加速度計(jì)62可以安裝在橫向梁120的其他面上，以便可以沿著不同軸線對(duì)受測(cè)樣品150進(jìn)行沖擊測(cè)試。例如，當(dāng)對(duì)安裝在梁端部122的側(cè)面上的受測(cè)樣品150進(jìn)行沖擊測(cè)試之后，可以將受測(cè)樣品150安裝在梁端部122上的橫向梁120的上表面，并將另一個(gè)沖擊脈沖54施加到橫向梁120上。
[0070]參考圖10-13，其顯示了系統(tǒng)10的實(shí)施例，其中諧振梁102被配置為具有軸向梁110和被安裝在軸向梁110上的側(cè)向元件132的L-梁130?？梢砸詧D2_5所示的軸向梁110相似的配置方式來(lái)配置軸向梁110。軸向梁110可以被安裝以使長(zhǎng)軸線104的方向基本上與振動(dòng)器40的參考軸線56平行。在所示的該實(shí)施例中，振動(dòng)器40可以被樞轉(zhuǎn)以使參考軸線56的方向大約水平而不是如圖2-5所示的垂直。在水平方向上，軸向梁110的至少一部分由梁支撐件138支撐，其中梁支撐件138包括不可移動(dòng)物體，優(yōu)選具有較高的質(zhì)量和剛性。例如，梁支撐件138可以被配置為大理石臺(tái)子。在軸向梁110和梁支撐件138之間可以選擇性地包括低摩擦劑層140以在沖擊脈沖54施加過(guò)程中促進(jìn)軸向梁110的滑動(dòng)。例如，低摩擦劑可以包括液壓油，當(dāng)然可以使用任意低摩擦劑。[0071]側(cè)向元件132從軸向梁110向外延伸，而且可以具有固定端134和自由端136。固定端134可以被安裝在軸向梁110上。受測(cè)樣品150被安裝在自由端136上或或被安裝在自由端136和固定端134之間的任意位置上。側(cè)向元件132可以從軸向梁110向外延伸而且其方向相對(duì)于軸向梁110基本垂直。然而，側(cè)向元件132的方向可以不相對(duì)于軸向梁110垂直。受測(cè)樣品150可以被安裝在軸向援建132的任意一個(gè)側(cè)面。在施加沖擊脈沖54的過(guò)程中，加速度計(jì)62同樣地可以靠近受測(cè)樣品150被安裝在側(cè)向元件132上以測(cè)試加速度，其與基部106上測(cè)量的加速度比較從而確定放大倍率水平。
[0072]圖11是安裝在振動(dòng)器40上的L-梁130的俯視圖。側(cè)向元件132可以被安裝與軸向梁110的自由端136相鄰或者被安裝在軸向梁110的其他位置上。此外，盡管所示側(cè)向元件132相對(duì)于參考軸線56基本位于中心，但側(cè)向元件132可以與參考軸線偏移，從而可以改變側(cè)向元件132的放大倍率。所示受測(cè)樣品150被安裝在方管側(cè)向元件132的一個(gè)側(cè)面上。然而，如上文所述，受測(cè)樣品150可以安裝在另一側(cè)以提供不同的放大倍率并受測(cè)樣品150中的響應(yīng)。
[0073]所示側(cè)向元件132被配置為方管。有利的是，方管形狀可以便于將受測(cè)樣品150安裝在不同的相互垂直的方向上，以滿足在三個(gè)相互垂直的軸線中測(cè)試樣品的需求。在一個(gè)實(shí)施例中，方管可以具有twall的厚度和約4x4英尺的寬度wT，當(dāng)然可以提供任意厚度twall和寬度wT的側(cè)向元件132。此外，可以提供替代的截面形狀、尺寸和結(jié)構(gòu)的側(cè)向元件132以實(shí)現(xiàn)所需放大倍率水平。例如，側(cè)向元件132可被配置為一個(gè)基本上中空的方管。側(cè)向元件132具有的尺寸和結(jié)構(gòu)可以使側(cè)向元件132在至少一個(gè)位置上具有測(cè)量的峰值加速度206大于基部106上的測(cè)量的峰值加速度206。加速度計(jì)62可以被安裝在靠近受測(cè)樣品的位置上的基部上和側(cè)向元件132上以測(cè)量沖擊脈沖54過(guò)程中的加速度。
[0074]圖12是振動(dòng)器40的側(cè)視圖，其方向與參考軸線56是基本水平的。L-梁130的質(zhì)量由梁支撐件138 (例如，大理石臺(tái)子)支撐，其具有位于軸向梁110和梁支撐件138之間的界面上的可選低摩擦劑?？梢赃x擇側(cè)向元件132具有hL高度以在沖擊脈沖54過(guò)程中提供側(cè)向元件132的自由端136的所需位移量。施加到L-梁的沖擊脈沖54可以引起軸向梁110相對(duì)于梁支撐件138移動(dòng)。L-梁130可以被激發(fā)到一個(gè)或更多諧振模式，包括在軸向梁110中的縱向模式和在側(cè)向元件132中的擾曲模式，并引起側(cè)向元件132輸出增加的放大倍率的沖擊。
[0075]圖13是系統(tǒng)10的前視圖，其圖示側(cè)向元件132相對(duì)于振動(dòng)器40的參考軸線56(圖12)大致位于中心。然而，如上文所述，側(cè)向元件132可以與振動(dòng)器40的參考軸線56偏移。偏移側(cè)向元件132可以改變側(cè)向元件中的沖擊脈沖的放大倍率。
[0076]在圖1-13所示和上述描述的實(shí)施例中，諧振梁102被優(yōu)選地配置以使諧振梁102上的至少一個(gè)位置具有大于基部106上的測(cè)量的峰值加速度206的測(cè)量的峰值加速度206。例如，諧振梁102被優(yōu)選地配置以使靠近諧振梁102的自由端136的至少一個(gè)位置具有的測(cè)量的峰值加速度206至少是基部106上的測(cè)量的峰值加速度206的兩倍。一個(gè)或更多加速度傳感器60或加速度計(jì)62可以提供諧振梁102上的峰值加速度的測(cè)量。例如，至少一個(gè)加速度計(jì)62可以被安裝在諧振梁102的基部106上。另一個(gè)加速度計(jì)62被安裝在靠近受測(cè)樣品150的位置上。自由端136上的加速度可以與基部106上測(cè)量的加速度相比較從而確定諧振梁102提供的放大倍率水平。[0077]可以使用受測(cè)樣品150的質(zhì)量模型來(lái)執(zhí)行放大的加速度的位置識(shí)別。質(zhì)量模型152可以被安裝在與測(cè)量加速度響應(yīng)的位置不同的位置上。質(zhì)量模型152可以模擬受測(cè)樣品150的總質(zhì)量及其質(zhì)量分布。質(zhì)量模型152可以提供用于在諧振梁102的不同位置上加速度的更精確識(shí)別的手段，而沒(méi)有損傷精密的和/或昂貴的實(shí)際受測(cè)樣品150的風(fēng)險(xiǎn)。在施加幅度過(guò)高的沖擊脈沖54到諧振梁102上的過(guò)測(cè)試狀態(tài)下會(huì)發(fā)生這種損傷風(fēng)險(xiǎn)。在諧振梁102上識(shí)別出具有期望的放大倍率水平的一個(gè)或更多位置之后，質(zhì)量模型152可以從諧振梁102中移除并用實(shí)際待測(cè)組件替代(即，受測(cè)樣品)。受測(cè)樣品150會(huì)受到一個(gè)或更多沖擊脈沖54，而且可以評(píng)估故障或損傷的指示。
[0078]對(duì)于圖1-13所示的實(shí)施例中的任意一個(gè)，諧振梁102 (圖1)可以被配置以使至少一個(gè)位置呈現(xiàn)與期望的SRS208基本相等的模擬SRS218(圖15)。如上文所述，模擬SRS218可以根據(jù)在諧振梁102上的給定位置上測(cè)量的加速度來(lái)計(jì)算。在一個(gè)實(shí)施例中，諧振梁102可以被配置以使模擬SRS218在期望SRS208的指定的公差帶214 (圖15)內(nèi)。例如，諧振梁102可以被配置以使模擬SRS218的絕對(duì)峰值加速度224(圖15)在期望的SRS208的拐點(diǎn)頻率216 (圖15)上的加速度的約+/-6dB的公差帶214內(nèi)。拐點(diǎn)頻率216可定義為SRS圖中SRS曲線的斜率恒定或改變輕微的加速度值的位置。根據(jù)SRS所表示的結(jié)構(gòu)或服務(wù)環(huán)境，拐點(diǎn)頻率216可以被定義為在測(cè)試位置上的煙火沖擊環(huán)境的主頻率。可以給期望SRS208提供的公差帶214在期望SRS208的頻率范圍內(nèi)變化。例如，可以給期望SRS208提供頻率小于約3kHz的+/-3dB和頻率大約3kHz的+9/_6dB的公差帶214?？煽紤]其他公差帶和變型。
[0079]在一個(gè)實(shí)施例中，諧振梁102 (圖1)可以被配置以使諧振梁102上至少一個(gè)位置呈現(xiàn)模擬SRS218的絕對(duì)峰值加速度224 (圖15)約為500g。在一個(gè)進(jìn)一步實(shí)施例中，模擬SRS218可以具有約20000g或更大的絕對(duì)峰值加速度224。此外，諧振梁102可以被配置以使模擬SRS218包括超過(guò)IOOkHz或更大的加速度數(shù)據(jù)。有利地是，振動(dòng)器40 (圖1)和諧振梁102 (圖1)的組合提供的加速度響應(yīng)可以精確模擬煙火事件的高頻率、高幅值瞬態(tài)沖擊。
[0080]就這一點(diǎn)而言，諧振梁102 (圖1)和振動(dòng)器40 (圖1)的組合可以被配置以模擬至少一個(gè)包括遠(yuǎn)場(chǎng)環(huán)境、中場(chǎng)環(huán)境和近場(chǎng)環(huán)境的煙火沖擊的環(huán)境類別。為了模擬遠(yuǎn)場(chǎng)環(huán)境，有利的諧振梁102的尺寸和結(jié)構(gòu)可以放大沖擊脈沖54 (圖1)以使對(duì)于諧振梁102上的至少一個(gè)位置，諧振梁102呈現(xiàn)具有達(dá)到約IOOOg的絕對(duì)加速度224 (圖15)的模擬SRS218(圖15)。對(duì)于遠(yuǎn)場(chǎng)環(huán)境的模擬，頻譜可以包括達(dá)到IOkHz的加速度數(shù)據(jù)。在適于模擬遠(yuǎn)場(chǎng)環(huán)境的諧振梁102的實(shí)施例中，軸向梁110 (圖2-5)可以適于產(chǎn)生密度比橫向梁120 (圖6-9)或L-梁(圖10-13)實(shí)施例產(chǎn)生的響應(yīng)低的響應(yīng)。優(yōu)勢(shì)是，由于軸向梁110相對(duì)于橫向梁120或L-梁130實(shí)施例的剛性，其固有的剛性更高，軸向梁110實(shí)施例的模擬SRS218可以提供更受控的沖擊脈沖54響應(yīng)。就這一點(diǎn)而言，軸向梁110的模擬SRS218可以具有更加平滑的曲線，該曲線緊跟期望SRS208的最小波峰與模擬SRS218的波谷的直線逼近。
[0081]為了模擬中場(chǎng)環(huán)境，諧振梁102 (圖1)的尺寸和結(jié)構(gòu)可以放大沖擊脈沖54 (圖1)以使對(duì)于諧振梁102上的至少一個(gè)位置，諧振梁102呈現(xiàn)具有約IOOOg到5000g之間的絕對(duì)峰值加速度224 (圖15)的模擬SRS218 (圖15)。對(duì)于中場(chǎng)環(huán)境的模擬SRS218，頻譜還可以包含大于約IOkHz的加速度數(shù)據(jù)。在用于模擬煙火沖擊的中場(chǎng)環(huán)境的實(shí)施例中，諧振梁102的橫向梁120 (圖6-9)實(shí)施例較適合。[0082]為了模擬近場(chǎng)環(huán)境，諧振梁102 (圖1)的尺寸和結(jié)構(gòu)可以放大沖擊脈沖(圖1)以使對(duì)于諧振梁102上的至少一個(gè)位置，諧振梁102呈現(xiàn)具有大于約5000g的絕對(duì)峰值加速度224 (圖15)。此外，近場(chǎng)環(huán)境的模擬SRS218可以包括大于約IOOkHz的頻譜分量。在模擬近場(chǎng)環(huán)境的實(shí)施例中，諧振梁102的L-梁(圖10-13)實(shí)施例可以有利地產(chǎn)生密度比軸向梁110或橫向梁120產(chǎn)生的響應(yīng)更高的響應(yīng)。此外，L-梁130的模擬SRS218的頻譜分量可以包括更大的變化(即，更多波峰和波谷)。頻譜的一部分會(huì)落在給定公差帶214的外側(cè)。
[0083]在圖1-13所示的任意實(shí)施例中，諧振梁102 (圖1)可以使用產(chǎn)生期望放大倍率的材料形成。諧振梁102的材料可以根據(jù)機(jī)械性能來(lái)選擇，例如剛性或彈性模量和/或泊松t匕，因?yàn)檫@些性能會(huì)影響諧振梁102的激發(fā)。在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用鎂形成諧振梁102，因?yàn)殒V相對(duì)于其他高性能金屬，例如鋁，具有可比的高強(qiáng)度性能和低密度。就這一點(diǎn)而言，鎂形成的諧振梁102可以提供與鋁諧振梁質(zhì)量相同但物理尺寸更大，從而使鎂諧振梁102可以具有更高的剛性。當(dāng)與相同面積的鋁諧振梁102相比時(shí)，優(yōu)勢(shì)在于更高剛性的鎂可以最小化高頻率沖擊的衰減。可以使用各種材料的任意一種來(lái)形成諧振梁，包括，但不限于，鎂、鋁、鋼、鈦、石墨環(huán)氧復(fù)合材料和任意其他金屬或非金屬材料或其組合。
[0084]圖14是目前公開(kāi)的受到?jīng)_擊脈沖54 (圖1)的軸向梁110 (圖2_5)的實(shí)施例的加速度時(shí)間關(guān)系200的加速度(g) vs時(shí)間(毫秒)圖。軸向梁110的配置與圖2-5所示的配置相似。圖14中的加速度時(shí)間關(guān)系200呈現(xiàn)由來(lái)自振動(dòng)器40的沖擊脈沖引起的測(cè)量的峰值加速度約為4722g。
[0085]圖15是以圖14的加速度時(shí)間關(guān)系200為基礎(chǔ)的模擬SRS218。模擬SRS218疊加在期望SRS208上，其具有的衰減率為5%，公差帶214的上限值為214a，下限值為214b。模擬SRS218的絕對(duì)峰值加速度224根據(jù)圖14的測(cè)量的峰值加速度206來(lái)計(jì)算。在圖15中，絕對(duì)峰值加速度224約為8970g。可看出，模擬SRS218基本上模擬期望SRS208。就這一點(diǎn)而言，模擬SRS218被嚴(yán)格控制，其由模擬SRS218保持在期望SRS208的公差帶224內(nèi)來(lái)證明。此外，圖15中的絕對(duì)峰值加速度224有利地大約出現(xiàn)在期望SRS208的拐點(diǎn)頻率216上。就這一點(diǎn)而言，模擬SRS218示出了軸向梁110振動(dòng)的第一模式有利地具有與期望SRS208的拐點(diǎn)頻率基本相同的頻率。
[0086]圖16是使用與圖14的圖中所示相同的振動(dòng)器40 (圖1)和軸向梁110結(jié)構(gòu)受到相同沖擊脈沖54 (圖1)的軸向梁110 (圖2-5)的加速度時(shí)間關(guān)系200圖?？煽闯?，圖16的加速度時(shí)間關(guān)系200基本與圖14中所示的加速度時(shí)間關(guān)系200相同。例如，圖16中的加速度時(shí)間關(guān)系200具有約4870g的測(cè)量的峰值加速度206，其大約對(duì)應(yīng)于圖14中約4722g的測(cè)量的峰值加速度206。就這一點(diǎn)而言，圖14和圖16圖示了本發(fā)明的振動(dòng)器40/諧振梁102配置提供的沖擊脈沖和加速度響應(yīng)的控制和可重復(fù)性。
[0087]圖17是以圖16的加速度時(shí)間關(guān)系200為基礎(chǔ)的模擬SRS218。圖16的模擬SRS218疊加在期望SRS208上，而且圖示了沖擊脈沖(圖1)的相對(duì)嚴(yán)格控制，其由模擬SRS218大約等于期望SRS208來(lái)證明。例如，圖17中約9400g的絕對(duì)峰值加速度224大約對(duì)應(yīng)于圖15中約8970g的絕對(duì)峰值加速度224，而且圖示了通過(guò)使用振動(dòng)器40/諧振梁102 (圖1)組合對(duì)沖擊脈沖54的精確控制和沖擊脈沖54的可重復(fù)性。
[0088]圖18是在基部102 (圖2-5)上測(cè)量的軸向梁102 (圖2_5)的加速度時(shí)間關(guān)系200圖。如圖2-5所示，軸向梁110的基部106可以包括軸向梁110與電樞50的接口位置或被安裝在電樞50的位置?；?06上的加速度響應(yīng)可以使用如圖2和圖4-5所示的加速度計(jì)62測(cè)量。在圖18中，基部106具有的測(cè)量的峰值加速度206約為1250g。
[0089]圖19是以圖18所示的基部106的加速度時(shí)間關(guān)系200為基礎(chǔ)的模擬SRS218?；?06上的模擬SRS218的絕對(duì)峰值加速度約為2951g。
[0090]圖20是在自由端136 (圖2-5)上測(cè)量的軸向梁110 (圖2_5)的加速度時(shí)間關(guān)系200圖。軸向梁110的自由端136與基部102 (圖2_5)相對(duì)放置。自由端136上的加速度響應(yīng)可以使用加速度計(jì)(圖2)測(cè)量。在圖20中，自由端136具有的測(cè)量的峰值加速度206約為2784g，其放大倍率超過(guò)軸向梁110的基部106上的約為1250g的測(cè)量的峰值加速度206的兩倍。
[0091]圖21是以圖19所示的加速度時(shí)間關(guān)系200為基礎(chǔ)的模擬SRS218。模擬SRS218具有的絕對(duì)峰值加速度約為6140g，其與軸向梁110(圖2-5)的基部106上的約為2951g的絕對(duì)峰值加速度224比較，并進(jìn)一步圖示軸向梁110的放大能力。圖21進(jìn)一步圖示了沖擊脈沖54 (圖2-5)的相對(duì)嚴(yán)格控制，其由模擬SRS218除了超出相對(duì)窄帶1000Hz之外，基本上保持在期望SRS208的公差帶內(nèi)來(lái)證明。當(dāng)確定該頻率上的加速度對(duì)受測(cè)樣品的威脅很小時(shí)，這種相對(duì)窄帶內(nèi)的超出是可接受的。此外，受測(cè)樣品150在軸向梁110的安裝位置是可以調(diào)節(jié)的，從而將模擬SRS218控制在公差帶14內(nèi)。另外，瞬態(tài)信號(hào)波形可以被電子地調(diào)節(jié)，例如通過(guò)調(diào)整模擬濾波器16 (圖1)和/或數(shù)字濾波器以改變一個(gè)或更多頻率上的瞬態(tài)信號(hào)的副值，從而將基本上大部分的模擬SRS218的頻譜限制在公差帶14內(nèi)。
[0092]圖22是與圖10-13中所示的諧振梁相似的諧振梁102 (圖1)的L-梁130 (圖10-13)實(shí)施例的加速度時(shí)間變化關(guān)系200圖?？梢栽贚-梁130(圖10-13)的側(cè)向元件132上的位置上測(cè)量加速度時(shí)間關(guān)系200，例如，使用加速度計(jì)(圖10-13)。在圖22中，L-梁具有約13330g的測(cè)量的峰值加速度206，其對(duì)應(yīng)于使用爆炸材料獲得的沖擊水平。
[0093]圖23是以圖22中所繪的L-梁130 (圖10_13)的加速度時(shí)間關(guān)系200為基礎(chǔ)的模擬SRS218。模擬SRS218具有約30880g的絕對(duì)峰值加速度，其與由爆炸物產(chǎn)生的沖擊水平是可比的。就這一點(diǎn)而言，所提供的圖23圖示了諧振梁102 (圖1)的能力從而模擬高密度煙火沖擊。也應(yīng)該注意到圖23表示L-梁130調(diào)節(jié)之前的L-梁130 (圖10-13)測(cè)試夾具或電子測(cè)試設(shè)備的放大能力，從而將模擬SRS218限定在整個(gè)頻譜的公差帶14內(nèi)。就這一點(diǎn)而言，受測(cè)樣品150在L-梁130 (圖10-13)上的物理位置可以被調(diào)節(jié)或者瞬態(tài)信號(hào)波形可以被調(diào)節(jié)以將頻譜的實(shí)質(zhì)部分或模擬SRS218的整個(gè)頻譜限定在公差帶14內(nèi)。
[0094]圖24是配置與圖10-13中所示的L-梁130配置相似的L-梁130 (圖10-13)實(shí)施例的加速度時(shí)間關(guān)系200的附加圖。在L-梁130的側(cè)向元件132上測(cè)量的加速度時(shí)間關(guān)系200具有測(cè)量的峰值加速度206約為11146g。
[0095]圖25是以圖24的加速度時(shí)間關(guān)系200為基礎(chǔ)的模擬SRS218。模擬SRS218具有約50641g的絕對(duì)峰值加速度224，而且進(jìn)一步圖示了諧振梁102 (圖1)產(chǎn)生高密度沖擊的能力。圖25還圖示了沖擊脈沖54的普遍嚴(yán)格控制，其由模擬SRS218在相對(duì)窄帶內(nèi)的微小超出但大體上保持在期望SRS208的公差帶內(nèi)來(lái)證明。就這一點(diǎn)而言，將認(rèn)識(shí)到圖25圖示了在L-梁130調(diào)節(jié)測(cè)試設(shè)置之前L-梁130 (圖10-13)測(cè)試夾具的放大能力，從而將模擬SRS218的微小超出限制在公差帶14內(nèi)。
[0096]圖26是流程圖，其圖示包括可以在用于模擬煙火沖擊的系統(tǒng)(圖1)中實(shí)施的一個(gè)或更多操作的方法300的實(shí)施例。該方法可以包括產(chǎn)生表示期望SRS208的瞬態(tài)信號(hào)波形的步驟302。瞬態(tài)信號(hào)波形可以由脈沖信號(hào)發(fā)生器12 (圖1)產(chǎn)生，而且可以具有期望幅值(例如，電壓)和持續(xù)時(shí)間(例如，毫秒)，以用在由振動(dòng)器40 (圖1)產(chǎn)生的沖擊脈沖54 (圖1)中實(shí)現(xiàn)期望圖表。
[0097]方法300的步驟304可以包括放大信號(hào)波形，例如使用電功率放大器28 (圖1)。首先功率放大器28可以提供直流電給振動(dòng)器40 (圖1)的勵(lì)磁線圈48 (圖1)以產(chǎn)生圍繞電樞50 (圖1)的磁場(chǎng)。功率放大器還可以放大瞬態(tài)信號(hào)波形并產(chǎn)生表不電樞50端的瞬態(tài)信號(hào)波形的交流電。
[0098]步驟306可以包括施加放大的信號(hào)波形到電動(dòng)振動(dòng)器40 (圖1)上。放大的信號(hào)波形為電樞50 (圖1)提供能量而且導(dǎo)致電樞沿著與參考軸線56 (圖1)基本平行的方向移動(dòng)。諧振梁102可以被安裝在電樞50上，如圖1所示。
[0099]步驟308可以包括在振動(dòng)器40 (圖1)上產(chǎn)生沖擊脈沖54 (圖1)以響應(yīng)施加到振動(dòng)器40的放大的信號(hào)波形。沖擊脈沖54由電樞50 (圖1)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生從而響應(yīng)在電樞50中流動(dòng)的交流電。電樞50可以以對(duì)應(yīng)于放大的信號(hào)波形的交流電頻率的頻率往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0100]步驟310可以包括將沖擊脈沖54 (圖1)定向與參考軸線56 (圖1)基本平行的方向。就這一點(diǎn)而言，沖擊脈沖54的方向?qū)?yīng)于電樞50 (圖1)的移動(dòng)方向。如圖所不,振動(dòng)器40可以被配置以使電樞50相對(duì)于勵(lì)磁線圈48 (圖1)軸向移動(dòng)。諧振梁102 (圖1)被優(yōu)選地與電樞50相連以使諧振梁102和電樞50至少在沖擊脈沖54持續(xù)時(shí)間過(guò)程中保持連續(xù)接觸。
[0101]步驟312可以包括將諧振梁102 (圖1)激發(fā)到至少一種諧振模式以響應(yīng)沖擊脈沖54的產(chǎn)生。諧振模式可以包括縱向模式、彎曲模式或撓曲模式、扭轉(zhuǎn)模式或其他模式或其組合。激發(fā)模式可以由若干因數(shù)決定，包括但不限于，諧振梁102的結(jié)構(gòu)和/或諧振梁102相對(duì)于振動(dòng)器40 (圖1)的地方、方向和位置。
[0102]步驟314可以包括放大諧振梁102 (圖1)中的沖擊脈沖54 (圖1)以響應(yīng)諧振梁102的激發(fā)。沖擊脈沖54可以被放大以使諧振梁102上的至少一個(gè)位置具有測(cè)量的峰值加速度206 (圖14)大于諧振梁102的基部106 (圖1)上測(cè)量的峰值加速度206。如上文所述，沖擊脈沖54可以在諧振梁102的反節(jié)點(diǎn)(未示出)的位置上被放大。
[0103]步驟316可以包括測(cè)量諧振梁102 (圖1)上的位置上的加速度以響應(yīng)沖擊脈沖54 (圖1)以及識(shí)別沖擊脈沖54被放大的諧振梁102上的一個(gè)或更多位置。每個(gè)位置上的放大倍率水平可以被測(cè)量并與基部106 (圖1)上的測(cè)量的加速度比較。
[0104]步驟318可以包括計(jì)算每個(gè)測(cè)量位置上呈現(xiàn)的模擬SRS218 (圖15)。每個(gè)位置上的模擬SRS218可以根據(jù)該位置上測(cè)量的峰值加速度206計(jì)算。將每個(gè)位置上的模擬SRS218與期望SRS208 (圖15)比較。如上文所述，期望SRS208可以表示服務(wù)環(huán)境(例如，期望的或?qū)嶋H結(jié)構(gòu))對(duì)爆炸產(chǎn)生的煙火沖擊的響應(yīng)。
[0105]步驟320可以包括調(diào)節(jié)一個(gè)或更多測(cè)試變量直到一個(gè)或更多諧振梁102 (圖1)位置被識(shí)別為具有沖擊脈沖54 (圖1)的期望放大倍率水平。就這一點(diǎn)而言，可以被識(shí)別的一個(gè)或更多位置上的模擬SRS218 (圖15)的絕對(duì)峰值加速度224 (圖15)基本上等于對(duì)應(yīng)于期望SRS208 (圖15)的拐點(diǎn)頻率216 (圖15)的加速度。如上述提到的，期望SRS208的拐點(diǎn)頻率216可以對(duì)應(yīng)響應(yīng)于煙火沖擊的服務(wù)環(huán)境的主頻率。通過(guò)比較絕對(duì)峰值加速度和拐點(diǎn)頻率上的加速度，諧振梁102上的位置可以提供實(shí)際環(huán)境中樣品受到的煙火沖擊的相對(duì)接近的模擬。
[0106]可以被調(diào)整的測(cè)試變量可以包括諧振梁102 (圖1)上測(cè)量加速度的位置。如上文討論的，給定諧振梁102實(shí)施例的不同位置可以顯示不同的放大倍率水平。通過(guò)在諧振梁102的不同位置上安裝加速度計(jì)(圖1)、使諧振梁102受到?jīng)_擊脈沖54以及在每個(gè)位置上測(cè)量放大倍率直到確定具有期望放大倍率水平的位置，從而映射或測(cè)量諧振梁102。每個(gè)位置上的模擬SRS218 (圖15)還可以根據(jù)測(cè)量的加速度計(jì)算。識(shí)別模擬SRS218基本等于期望SRS208 (圖15)的位置。就這一點(diǎn)而言，可以識(shí)別模擬SRS218的絕對(duì)峰值加速度224(圖15)基本等于與期望SRS208的拐點(diǎn)頻率對(duì)應(yīng)的加速度的位置。優(yōu)選地，模擬SRS218的絕對(duì)峰值加速度在期望SRS208的指定公差帶214內(nèi)。
[0107]測(cè)試變量還可以包括改變諧振梁102 (圖1)的配置，包括改變梁的形狀，梁的幾何結(jié)構(gòu)和/或梁面積。就這一點(diǎn)而言，不同配置的諧振梁102可以被安裝在振動(dòng)器40 (圖1)上以確定每個(gè)諧振梁102對(duì)沖擊脈沖54 (圖1)的響應(yīng)。梁結(jié)構(gòu)可以根據(jù)期望放大倍率水平和期望SRS218 (圖15)的質(zhì)量來(lái)選擇。SRS的質(zhì)量可以包括模擬SRS218與期望SRS208(圖15)的標(biāo)稱直線的偏差幅值以及模擬SRS218 (圖15)的頻譜的實(shí)質(zhì)部分是否在指定公差帶214內(nèi)(圖15)。測(cè)試變量還可以包括改變形成諧振梁102的材料。就這一點(diǎn)而言，材料可以根據(jù)拉伸模量、剪切模量、泊松比或其他機(jī)械性能選擇。
[0108]瞬態(tài)信號(hào)波形可以被調(diào)整以最小化模擬SRS218(圖15)的絕對(duì)峰值加速度224(圖15)和拐點(diǎn)頻率216 (圖15)的加速度之間的差值。例如，通過(guò)調(diào)節(jié)電功率放大器28 (圖1)可以調(diào)節(jié)瞬態(tài)信號(hào)波形的放大倍率水平。還可以調(diào)節(jié)信號(hào)調(diào)節(jié)裝置14 (圖1)以控制提供給信號(hào)發(fā)生器12 (圖1)的瞬態(tài)信號(hào)波形。例如，可以調(diào)節(jié)模擬濾波器16 (圖1)和/或數(shù)字濾波器18 (圖1)以改變瞬態(tài)信號(hào)在一個(gè)或更多頻率上的幅值，如下文所述。
[0109]上述提到的一個(gè)或更多測(cè)試變量可以被調(diào)節(jié)直到模擬SRS218在期望SRS208( 15)的指定公差帶內(nèi)(例如，+/_6dB，+/-3dB, +9/-6dB等)。優(yōu)選地，測(cè)試變量可以被調(diào)節(jié)直到模擬SRS218基本上等于期望SRS208的拐點(diǎn)頻率216 (圖15)的期望SRS208。測(cè)試變量可以被調(diào)節(jié)直到在諧振梁102 (圖1)上的至少一個(gè)位置上呈現(xiàn)具有絕對(duì)峰值加速度224基本等于期望SRS208的拐點(diǎn)頻率216的加速度的模擬SRS218。在一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)試變量可以被調(diào)節(jié)直到在諧振梁102上的至少一個(gè)位置上呈現(xiàn)的模擬SRS218具有的絕對(duì)峰值加速度224大于預(yù)定幅值，即大于約5000g，大于20000g或更大。測(cè)試變量還可以調(diào)節(jié)以使諧振梁102上的至少一個(gè)位置呈現(xiàn)的模擬SRS218具有大于約IOOkHz的頻譜分量。
[0110]上述討論的測(cè)量諧振梁102 (圖1)的位置上的響應(yīng)的步驟可以由安裝在諧振梁102的質(zhì)量模型152 (圖1)在測(cè)試位置上執(zhí)行。如原先所述，質(zhì)量模型152可以具有的質(zhì)量和質(zhì)量分布基本上等于受測(cè)樣品150 (圖1)的質(zhì)量和質(zhì)量分布。在識(shí)別呈現(xiàn)期望響應(yīng)的諧振梁102上的一個(gè)或更多位置后，可以用受測(cè)樣品150替代質(zhì)量模型152。受測(cè)樣品150可以安裝在該位置上，而且會(huì)受到一系列沖擊脈沖54 (圖1)。可以在不同方向上連續(xù)測(cè)試受測(cè)樣品150直到在三個(gè)相互垂直(即，X, y, ζ)軸線上都測(cè)試了樣品。
[0111]就這一點(diǎn)而言，一個(gè)或更多三軸加速度計(jì)62 (圖1)可以被安裝在諧振梁102上或安裝在諧振梁102的支撐夾具154 (圖1)上。加速度計(jì)62優(yōu)選地安裝在靠近受測(cè)樣品150的位置，而且可以放置在與受測(cè)樣品150非接觸的位置。然后根據(jù)測(cè)試目的，受測(cè)樣品會(huì)受到一個(gè)或更多沖擊脈沖。例如，在合格性測(cè)試中，受測(cè)樣品150在受測(cè)樣品150的每個(gè)軸線(B卩，x，y，z)的每個(gè)方向(即+/-)上受到三次沖擊，總共受到18次沖擊。對(duì)于飛行接受測(cè)試，受測(cè)樣品150在每個(gè)軸線的每個(gè)軸線(即，X，y, ζ)的每個(gè)方向(即+/_)上受到單次沖擊，總共受到6次沖擊。在每次沖擊或一系列沖擊之后，可以估計(jì)受測(cè)樣品150的損傷和/或故障。
[0112]本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中的技術(shù)人員在受到上述說(shuō)明書(shū)和附圖中提出的教導(dǎo)的幫助下將會(huì)想到本發(fā)明的許多修改和其他實(shí)施例。本文所述實(shí)施例旨在說(shuō)明而不是旨在限制或窮盡。雖然本文使用了特定術(shù)語(yǔ)，但僅是使用一般性和描述性含義，而非限制性目的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于模擬具有期望沖擊響應(yīng)頻譜即SRS(208)的煙火沖擊的系統(tǒng)(10)，其包括: 電功率放大器(28)，其被配置為放大表示所述期望SRS (208)的瞬態(tài)信號(hào)波形； 振動(dòng)器(40)，其被配置為響應(yīng)于所述放大的信號(hào)波形而產(chǎn)生沖擊脈沖(54);和 諧振梁(102)，其被安裝在所述振動(dòng)器上，并且被配置為放大所述沖擊脈沖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(10)，其中: 所述期望SRS (208)具有拐點(diǎn)頻率(216)和對(duì)應(yīng)于所述拐點(diǎn)頻率(216)的加速度；并且所述諧振梁(102)被配置以使所述諧振梁上的至少一個(gè)位置呈現(xiàn)的模擬SRS (218)具有基本上等于對(duì)應(yīng)于所述拐點(diǎn)頻率(216)的所述加速度的絕對(duì)峰值加速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(10)，其中: 所述振動(dòng)器(40)具有參考軸線(56)； 所述沖擊脈沖(54)沿著基本上平行于所述參考軸線(56)的方向定向；并且所述諧振梁(102)包括軸向梁(110)，其具有方向與所述參考軸線(56)基本平行的長(zhǎng)軸線(104)，所述軸向梁(110)具有平行于所述長(zhǎng)軸線(104)測(cè)量的高度hA和垂直于所述長(zhǎng)軸線(104)的測(cè)量的寬度wA，而且所述高度hA大于所述寬度wA。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(10)，其中: 所述振動(dòng)器(40)具有參考軸線(56)； 所述沖擊脈沖主要沿著與所述參考軸線(56)平行的方向定向；并且所述諧振梁(102)包括橫向梁(120)，其具有方向基本上垂直于所述參考軸線(56)的長(zhǎng)軸線(104)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)(10)，其中: 所述振動(dòng)器具有電樞(50)，其具有周界； 所述橫向梁(120)具有相對(duì)的梁端部(122);并且 所述橫向梁(120)具有垂直于所述長(zhǎng)軸線(104)測(cè)量的高度hT和平行于所述長(zhǎng)軸線(104)測(cè)量的寬度wT ;并且 所述寬度wT大于所述高度hT，所述寬度wT使至少一個(gè)梁端部(122)延伸到所述電樞(50)周界之外。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(10)，其中: 所述振動(dòng)器(40)具有參考軸線(56)，所述振動(dòng)器(40)被定向以使所述參考軸線(56)大約水平； 所述諧振梁(102)包括L-梁(130)，所述L-梁包括: 軸向梁(110)，其被安裝在所述振動(dòng)器(40)上，并具有方向基本上與所述參考軸線(56)平行的長(zhǎng)軸線(104)，所述軸向梁(140)可滑動(dòng)地被支撐在梁支撐件上(138);和 側(cè)向元件(132)，其從所述軸向梁向外側(cè)向地延伸。
7.一種模擬具有期望沖擊響應(yīng)頻譜即SRS (208)的煙火沖擊的方法，其包括的步驟如下: 使用振動(dòng)器(40)產(chǎn)生沖擊脈沖(54)，所述振動(dòng)器(40)上安裝有諧振梁(102)； 響應(yīng)于所述沖擊脈沖而激發(fā)所述諧振梁(102);以及 響應(yīng)于所述諧振梁(102)的激發(fā)，而在所述諧振梁的至少一個(gè)位置上放大所述沖擊脈沖(54)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述煙火沖擊具有期望沖擊響應(yīng)頻譜即SRS(208)，放大所述沖擊脈沖(54)的步驟包括: 放大所述沖擊脈沖(54)以使諧振梁(102)上至少一個(gè)位置呈現(xiàn)的模擬SRS (218)基本上等于所述期望SRS (208)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述期望SRS(208)具有拐點(diǎn)頻率(216)和對(duì)應(yīng)于所述拐點(diǎn)頻率(216)的加速度，放大所述沖擊脈沖的所述步驟包括: 放大所述沖擊脈沖(54)以使所述模擬SRS (218)具有的絕對(duì)峰值加速度基本上等于對(duì)應(yīng)于所述乖點(diǎn)頻率(216)的所述加速度。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中放大所述沖擊脈沖(54)的所述步驟包括: 放大所述沖擊脈沖(54)以使所述諧振梁(102)上的至少一個(gè)位置呈現(xiàn)的模擬SRS(218)具有的絕對(duì)峰值加速度大于約5000g。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中放大所述沖擊脈沖(54)的所述步驟包括: 放大所述沖擊脈沖(54)以使所述諧振梁(102)上的至少一個(gè)位置呈現(xiàn)的模擬SRS(218)具有的絕對(duì)峰值加速度大于約20000g。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中放大所述沖擊脈沖(54)的所述步驟包括: 放大所述沖擊脈沖(54)以使所述諧振梁(102)上的至少一個(gè)位置呈現(xiàn)的模擬SRS`(218)具有的加速度響應(yīng)大于約100kHz。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括以下步驟: 沿著所述振動(dòng)器(40)的參考軸線(56)定向所述沖擊脈沖(54);以及將所述諧振梁(102)配置為軸向梁(110)，其具有的長(zhǎng)軸線定向?yàn)榛旧掀叫杏谒鰠⒖驾S線(56)。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟: 沿著所述振動(dòng)器(40)的參考軸線(56)定向所述沖擊脈沖；以及將所述諧振梁(102)配置為橫向梁，其具有的長(zhǎng)軸線(104)定向?yàn)榛旧洗怪庇谒鰠⒖驾S線(56)。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中: 沿著所述振動(dòng)器(40)的參考軸線定向所述沖擊脈沖(54);以及 將所述諧振梁(102)配置為L(zhǎng)-梁(130)，所述L-梁包括: 軸向梁(110)，其被安裝在所述振動(dòng)器(40)上，而且具有的長(zhǎng)軸線定向?yàn)榛旧掀叫杏谒鰠⒖驾S線(54);和 側(cè)向元件(132)，其從所述軸向梁(110)向外側(cè)向延伸。
【文檔編號(hào)】G01N3/30GK103492850SQ201280019499
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月21日
【發(fā)明者】C·C·李, C·M·特宏, M·E·韋斯特, R·R·小斯瓏娜 申請(qǐng)人:波音公司