1．沖擊、碰撞臺(tái)特性的說(shuō)明

自從國(guó)內(nèi)采用IEC 68-2-27，68-2-29出版物制定的沖擊、碰撞試驗(yàn)方法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以來(lái)，有不少例行試驗(yàn)室提出這樣的問(wèn)題：現(xiàn)有的沖擊、碰撞試驗(yàn)設(shè)備的廠家，在其試驗(yàn)設(shè)備的技術(shù)條件上明確寫(xiě)上能滿足IEC和GB標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)此，應(yīng)如何理解？

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)沖擊、碰撞試驗(yàn)方法中的第三條“有關(guān)規(guī)定”中，對(duì)沖擊試驗(yàn)機(jī)的特性有明確的要求，因此，可以一言概之，凡是符合“有關(guān)規(guī)定”要求的沖擊、碰撞試驗(yàn)機(jī)是合格的，否則是不合格的。這種回答的不足之處是對(duì)“有關(guān)規(guī)定”中的歧義部分沒(méi)有觸及，無(wú)濟(jì)于事。例如：試驗(yàn)時(shí)對(duì)沖擊、碰撞試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行性能檢測(cè)的時(shí)候，用均勻質(zhì)量的圓鐵塊做負(fù)載安裝在沖擊試驗(yàn)機(jī)的臺(tái)面上，然后，按“有關(guān)規(guī)定”的要求進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果合格。那么，能不能說(shuō)這臺(tái)沖擊、碰撞試驗(yàn)機(jī)做沖擊試驗(yàn)是合格的呢？不一定。如果拿質(zhì)量相同，但質(zhì)量分布不均勻的試驗(yàn)樣品安裝在試驗(yàn)機(jī)的臺(tái)面上，然后按“有關(guān)規(guī)定”的要求進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果不合格。那么，這臺(tái)沖擊、碰撞試驗(yàn)機(jī)究競(jìng)是合格還是不合格？推敲“有關(guān)規(guī)定”的條款可知，上述兩種結(jié)論都是對(duì)的，是不矛盾的。因?yàn)椤坝嘘P(guān)規(guī)定”上說(shuō)的是沖擊機(jī)裝上試驗(yàn)樣品（包括夾具）和必要的負(fù)載進(jìn)行條件試驗(yàn)時(shí)，沖擊、碰撞試驗(yàn)機(jī)所產(chǎn)生的沖擊試驗(yàn)波形不合格。換句話說(shuō)，如果按“有關(guān)規(guī)定”檢測(cè)為合格的試驗(yàn)波形，只能說(shuō)此種沖擊機(jī)對(duì)該試驗(yàn)樣品來(lái)說(shuō)是合格的、反之，也只能說(shuō)對(duì)該試驗(yàn)樣品來(lái)說(shuō)是不合格的。例如：能滿足元、器件沖擊試驗(yàn)的設(shè)備，不一定能滿足大型整機(jī)的試驗(yàn)要求，等等。

所以，對(duì)沖擊、碰撞試驗(yàn)設(shè)備寫(xiě)上了滿足IEC和GB沖擊、碰撞試驗(yàn)方法要求的說(shuō)法應(yīng)持分析的態(tài)度。對(duì)試驗(yàn)機(jī)的生產(chǎn)廠家來(lái)說(shuō)，試驗(yàn)樣品的重量、尺寸、結(jié)構(gòu)、夾具等千差萬(wàn)別，不可能對(duì)所有試驗(yàn)樣品都一一安裝在沖擊臺(tái)面上進(jìn)行檢測(cè)后下結(jié)論。因此，選擇“典型負(fù)載”是有一定理由的。重要的是用戶要明白這一點(diǎn)，才不至于心中無(wú)數(shù)。

沖擊、碰撞試驗(yàn)設(shè)備上掛上合格證的牌子，是試驗(yàn)室中比較普遍的做法。上面已經(jīng)說(shuō)過(guò)，所謂合格與不合格是有條件的。同一臺(tái)沖擊試驗(yàn)設(shè)備，對(duì)同一個(gè)試驗(yàn)樣品來(lái)說(shuō)，做IEC.GB沖擊、碰撞試驗(yàn)可能是不合格的，但是，做其他沖擊標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)可能是合格的。任何一種沖擊、碰撞試驗(yàn)機(jī)都不可能做到對(duì)所有的試驗(yàn)樣品，對(duì)所有的沖擊試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是合格的。所以，即使是在掛了合格證的沖擊、碰撞試驗(yàn)機(jī)上做IEC和GB沖擊、碰撞試驗(yàn)時(shí)，也必須按“有關(guān)規(guī)定”的條款進(jìn)行檢測(cè)，才能判定是否合格。

在選擇沖擊、碰撞試驗(yàn)設(shè)備的時(shí)候，要考慮到下列幾點(diǎn)：

（1）沖擊、碰撞試驗(yàn)設(shè)備的激勵(lì)能力。必須考慮所選用的試驗(yàn)設(shè)備能否產(chǎn)生合乎試驗(yàn)要求的嚴(yán)酷等級(jí)和波形容差。

（2）沖擊、碰撞試驗(yàn)設(shè)備的負(fù)載能力。沖擊、碰撞試驗(yàn)設(shè)備的負(fù)載，通常由試驗(yàn)樣品和必要的夾具（包括固定螺栓）所構(gòu)成。負(fù)載能力大的試驗(yàn)設(shè)備做沖擊、碰撞試驗(yàn)時(shí)比較靈活。例如，可以利用配重改善波形。特別是考慮到試驗(yàn)樣品反作用較大時(shí)，可以減小波形的畸變。

（3）沖擊激勵(lì)的方向。大多數(shù)沖擊、碰撞試驗(yàn)機(jī)只能產(chǎn)生一個(gè)方向的沖擊激勵(lì)。對(duì)于要求在6個(gè)正交方向都進(jìn)行沖擊、碰撞試驗(yàn)的樣品，如果試驗(yàn)樣品允許倒置，就要考慮安裝臺(tái)面是否能容許。如果試驗(yàn)樣品不允許倒置，例如，對(duì)重力敏感的產(chǎn)品，就要求試驗(yàn)設(shè)備能產(chǎn)生3個(gè)方向的激勵(lì)。

2．沖擊、碰撞試驗(yàn)夾具

IEC和GB沖擊、碰撞試驗(yàn)方法中，對(duì)夾具沒(méi)有提出具體的要求，但不是沒(méi)有要求，而是隱含了這種要求。GB沖擊、碰撞試驗(yàn)方法中“檢查點(diǎn)”這一款中有如下規(guī)定：“沖擊、碰撞試驗(yàn)的檢測(cè)點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近沖擊機(jī)臺(tái)面中心的固定點(diǎn)上”。一般情況下，試驗(yàn)樣品固定在夾具上，然后把夾具固定在沖擊機(jī)的臺(tái)面上。即沖擊臺(tái)面產(chǎn)生的沖擊激勵(lì)是通過(guò)夾具傳遞給試驗(yàn)樣品的。因此，沖擊試驗(yàn)波形是否合格，除了沖擊機(jī)本身的特性外，還與夾具的傳遞特性好壞有很大關(guān)系。好的夾具應(yīng)是一個(gè)合格的機(jī)械濾波器。從理論分析知道，夾具具有諧振特性，諧振峰的高低取決于阻尼ξ的大小。對(duì)半正弦波來(lái)說(shuō)，夾具具有最佳機(jī)械濾波作用時(shí)的阻尼ξ值固有頻率∫n。的數(shù)值列于表4.5.12。

表4.5.12 對(duì)半正弦波起最佳濾波作用的夾具特性值

很多情況下，沖擊試驗(yàn)波形不合格并不完全是由于沖擊設(shè)備的原因。沖擊、碰撞試驗(yàn)夾具設(shè)計(jì)是否合理也是一個(gè)重要的、不可忽視的因素。沖擊、碰撞試驗(yàn)夾具的優(yōu)劣，可用以下兩種方法鑒別。

方法1：在振動(dòng)臺(tái)上實(shí)測(cè)沖擊、碰撞試驗(yàn)夾具上“檢測(cè)點(diǎn)”的頻率特性曲線，求出因有須率∫n及阻尼ξ，利用表4.5.12即可分析其優(yōu)劣的程度。

方法2：在做沖擊、碰撞試驗(yàn)的實(shí)際試驗(yàn)設(shè)備上同時(shí)測(cè)量臺(tái)面中心的激勵(lì)波形和“檢測(cè)點(diǎn)”的沖擊、碰撞波形，可能得到下列4種情況：

（1）臺(tái)面中心的沖擊波形與“檢測(cè)點(diǎn)”上的波形相同。這表明夾具是剛性的。

（2）臺(tái)面中心的沖擊波形合格．“檢測(cè)點(diǎn)”上的波形不合格，說(shuō)明夾具不符合要求。

（3）臺(tái)面中心的沖擊波形不合格，“檢測(cè)點(diǎn)”上的波形合格，說(shuō)明夾具是好的。所以有這樣的結(jié)果，可能是夾具起到了機(jī)械濾波的作用，也可能是起系統(tǒng)頻率特性的“補(bǔ)償”作用。

（4）臺(tái)面中心和“檢測(cè)點(diǎn)”的沖擊波形都不合格。首先應(yīng)考慮改善沖擊試驗(yàn)設(shè)備性能（或者改變沖擊試驗(yàn)設(shè)備），然后再考慮夾具。

沖擊試驗(yàn)夾具的設(shè)計(jì)是非常困難的，沒(méi)有現(xiàn)成的公式和方法可套用，只有指導(dǎo)性的原理和原則。個(gè)好的夾具往往需要多次的反復(fù)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)才能獲得滿意的效果。IEC和GB沖擊、碰撞試驗(yàn)方法在考慮和處理夾具問(wèn)題上是做得非常巧妙的。雖然在文字上沒(méi)有具體要求，但是，若想得到滿意的試驗(yàn)結(jié)果，必須仔細(xì)考慮夾具的設(shè)計(jì)，不然，就不能得到滿意的沖擊試驗(yàn)波形。

3、沖擊、碰撞試驗(yàn)的目的和意義

如前所述，沖擊試驗(yàn)的方法有3種：一是規(guī)定沖擊脈沖波形的方法；二是規(guī)定沖擊機(jī)的方法：三是規(guī)定沖擊響應(yīng)譜的方法。通常方法一稱為沖擊試驗(yàn)，方法二稱為強(qiáng)碰撞沖擊試驗(yàn)，而碰撞試驗(yàn)屬于規(guī)定沖擊脈沖波形的方法。

沖擊試驗(yàn)主要用來(lái)確定電工電子元器件、設(shè)備及其他產(chǎn)品在使用和運(yùn)輸過(guò)程中承受非多次重復(fù)的機(jī)械沖擊的能力，以評(píng)價(jià)其對(duì)沖擊環(huán)境的適應(yīng)性和結(jié)構(gòu)完好性，其次是用于微電子器件的內(nèi)強(qiáng)度試驗(yàn)。沖擊試驗(yàn)還可作為產(chǎn)品滿意設(shè)計(jì)和質(zhì)量控制的手段。

強(qiáng)碰撞試驗(yàn)主要用于電工電子產(chǎn)品經(jīng)受非接觸性的空中爆炸以及艦船機(jī)械、設(shè)備和系統(tǒng)在作戰(zhàn)中可能遇到的水下爆炸、近距離脫靶炮火等沖擊環(huán)境影響的適應(yīng)性和結(jié)構(gòu)完好性，同時(shí)亦可用于高強(qiáng)度碰撞。

碰撞試驗(yàn)主要適用于那些在運(yùn)輸過(guò)程中和使用過(guò)程中可能經(jīng)受到重復(fù)碰撞影響的元器件設(shè)備和其他產(chǎn)品，其目的是確定元器件、設(shè)備及其他產(chǎn)品在使用和運(yùn)輸過(guò)程中承受多次重復(fù)性機(jī)械碰撞的適應(yīng)性及評(píng)定其結(jié)構(gòu)完好性。同時(shí)，碰撞試驗(yàn)也可作為產(chǎn)品滿意設(shè)計(jì)和質(zhì)量控制的手段。

來(lái)源：《力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)》