1概述：沖擊和碰撞在試驗(yàn)方法上不盡相同，但它們均是瞬態(tài)機(jī)械力的激勵(lì)，對(duì)產(chǎn)品的破壞機(jī)理是一致的，均屬于沖擊的范疇。沖擊通常是指物體（或介質(zhì)）同研究對(duì)象間的單次相互作用，能激起瞬態(tài)擾動(dòng)的力、位移、速度或加速度的突然變化，并在很小的空間內(nèi)釋放出相當(dāng)大的能量。沖擊運(yùn)動(dòng)是具有明確起點(diǎn)和終點(diǎn)的非周期過(guò)程，因此，它具有確定的脈沖持續(xù)時(shí)間。沖擊運(yùn)動(dòng)過(guò)程從表征運(yùn)動(dòng)特征物理量的幅值為零的時(shí)間開(kāi)始，經(jīng)沖擊后又回到幅值為零的時(shí)間結(jié)束，或者，將物理量的坐標(biāo)系作相應(yīng)移動(dòng)后，表征運(yùn)動(dòng)的物理量可以取為零。沖擊運(yùn)動(dòng)過(guò)程幅值的平均值或積分值不為零，因此，它也是典型的脈沖過(guò)程。

機(jī)械系統(tǒng)對(duì)沖擊激勵(lì)響應(yīng)的突出特點(diǎn)是：輸入作用結(jié)束后仍存在機(jī)械運(yùn)動(dòng)。機(jī)械系統(tǒng)與激勵(lì)期間產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)稱為初始沖擊響應(yīng)；在激勵(lì)結(jié)束之后仍然存在的運(yùn)動(dòng)稱為剩余沖擊響應(yīng)。沖擊運(yùn)動(dòng)過(guò)程以其時(shí)域的單次性、非周期性和幅值平均值不為零的脈沖特性區(qū)別于振動(dòng)過(guò)程。

機(jī)械系統(tǒng)對(duì)沖擊激勵(lì)響應(yīng)的突出特點(diǎn)是：輸入作用結(jié)束后仍存住機(jī)械運(yùn)動(dòng)。機(jī)械系統(tǒng)與激勵(lì)期間產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)稱為初始沖擊響應(yīng)：在激勵(lì)結(jié)束之后仍然存在的運(yùn)動(dòng)稱為剩余沖擊響應(yīng)。沖擊運(yùn)動(dòng)過(guò)程以其時(shí)域的單次性、非周期性和幅值平均值不為零的脈沖特性區(qū)別于振動(dòng)過(guò)程。

在頻域，沖擊與振動(dòng)過(guò)程的區(qū)別尤為明顯。振動(dòng)過(guò)程的周期性，使它在頻域的特征表現(xiàn)為：離散性、諧波性和收斂性。簡(jiǎn)諧振動(dòng)在頻域表現(xiàn)為一單頻譜線：復(fù)雜振動(dòng)在頻域上表現(xiàn)為有限系列分離譜線。而且，復(fù)雜周期振動(dòng)只在其基波整數(shù)倍離散點(diǎn)頻率處才有值。即使是對(duì)于準(zhǔn)周期振動(dòng)，在頻率各分量的頻率比不是一個(gè)有理數(shù)，各分量間找不到共同周期，它們?cè)诤铣珊蟛豢赡芙?jīng)過(guò)某一周期后重演。但是，這樣的準(zhǔn)周期振動(dòng)在頻域上的分布仍然是離散的。沖擊過(guò)程在頻域具有連續(xù)性和非收斂性的特征，表現(xiàn)為具有無(wú)限帶寬的連續(xù)頻譜。

電池沖擊臺(tái)

沖擊運(yùn)動(dòng)按其時(shí)域特征可分為3類，即脈沖型、階躍型和復(fù)雜振蕩型。脈沖型指持續(xù)時(shí)間比系統(tǒng)固有半周期短的沖擊，階躍型指系統(tǒng)能量突變的沖擊（如受突變加力作用后引起的階躍運(yùn)動(dòng)），兩者皆屬典型沖擊，一般產(chǎn)生在沖擊源處。而復(fù)雜振蕩型沖擊則主要是經(jīng)系統(tǒng)傳遞后產(chǎn)生的沖擊響應(yīng)運(yùn)動(dòng)。實(shí)際上經(jīng)常遇到的也就是這種復(fù)雜振蕩型的沖擊運(yùn)動(dòng)。從頻域特征看，它們的頻率含量是相當(dāng)豐富的，理論上包含了0～∞的頻率范圍。

由于沖擊運(yùn)動(dòng)會(huì)給系統(tǒng)（結(jié)構(gòu)、設(shè)備或人體）帶來(lái)一定的損傷和破壞，故人們需要研究系統(tǒng)所處的沖擊環(huán)境的性質(zhì)及嚴(yán)酷條件，并通過(guò)環(huán)境模擬試驗(yàn)來(lái)檢查其耐沖擊能力以提高系統(tǒng)抗沖擊能力。沖擊并不完全是壞事，在許多工藝技術(shù)領(lǐng)域，人們利用沖擊做功、如鉚接結(jié)構(gòu)、建筑打夯和高速鍛錘等；沖擊還被用做機(jī)械故障檢測(cè)手段，如鐵路車輛輪軸剎車系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)檢查以及系統(tǒng)特性測(cè)試中的激勵(lì)源，如結(jié)構(gòu)模態(tài)試驗(yàn)中的錘擊法等。

雖然沖擊與碰撞的機(jī)理是相同的，但也存在著一定的差異。

所謂沖擊，是指在沖擊過(guò)程中遇到的非經(jīng)常性、非重復(fù)性的沖擊力。這種沖擊力產(chǎn)生的加速度較大，沖擊脈沖持續(xù)時(shí)間較短。如建筑工地打夯、汽車運(yùn)行中的制動(dòng)、武器發(fā)射時(shí)的反沖、炮彈在地面上的爆炸和錘打木樁、吊物跌落等，這些都是沖擊現(xiàn)象，也稱沖擊環(huán)境。

所謂碰撞，是指在碰撞過(guò)程中多次出現(xiàn)經(jīng)常重復(fù)的沖擊，其特點(diǎn)是次數(shù)多，具有重復(fù)性，沖擊加速度較低，沖擊脈沖持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。如火車運(yùn)行時(shí)車輪與鐵軌連接處的撞擊，船舶在海洋中行駛時(shí)所受的波浪撞擊，飛機(jī)著陸時(shí)，機(jī)輪與跑道的接觸，工件在制造過(guò)程中在臺(tái)案上的多次翻轉(zhuǎn)，貨物在汽車運(yùn)輸過(guò)程中由于顛簸產(chǎn)生的相互碰撞等都是碰撞現(xiàn)象，也稱碰撞環(huán)境。

原來(lái)所謂的單次沖擊臺(tái)用來(lái)做沖擊試驗(yàn)，定義為“沖擊臺(tái)”，連續(xù)沖擊臺(tái)用來(lái)做碰撞試驗(yàn)，定義為“碰撞臺(tái)”，有的行業(yè)也把碰撞稱為“顛震”。

2沖擊特性的描述

一般用力、位移或加速度來(lái)表示沖擊的特性。其中，以加速度表示為多，在國(guó)外，大多數(shù)采用加速度表示沖擊的方法來(lái)制定標(biāo)準(zhǔn)。

2.1標(biāo)準(zhǔn)單脈沖加速度波形

用標(biāo)準(zhǔn)單脈沖加速度波形描述某沖擊時(shí)，只有具體地規(guī)定出何種單脈沖波形及其持續(xù)時(shí)間和波形峰值3個(gè)參數(shù)，才能完整地表達(dá)沖擊及其嚴(yán)酷程度。所以，采用標(biāo)準(zhǔn)單脈沖加速度波形的方法描述沖擊，不僅概念清晰，而且還有嚴(yán)格的定量關(guān)系，既便于進(jìn)行理論計(jì)算，又可以準(zhǔn)確地重視和比較沖擊環(huán)境。

2.2 加速度-時(shí)間歷程

標(biāo)準(zhǔn)單脈沖波形描述方法有兩個(gè)特點(diǎn)：一是圖形簡(jiǎn)單明確，而且量值與時(shí)間之間有著嚴(yán)格的依從關(guān)系。二是用一個(gè)大家所熟悉的數(shù)學(xué)表達(dá)式精確地反映了加速度（速度、位移或力等物理量）與時(shí)間的依從規(guī)律。但是，在實(shí)際工程中遇到的瞬間過(guò)程是多種多樣的，不能按照上述某種單一波形來(lái)處理和解決問(wèn)題。從圖形上觀察，多數(shù)是無(wú)規(guī)律性的復(fù)雜的時(shí)間歷程。有時(shí)，也能看到在時(shí)間歷程的初始階段，存在類似于某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單脈沖加速度波形的近似外形，但過(guò)程并非到此終止，緊接著便是一系列衰減振蕩的波形，一直延續(xù)到過(guò)程結(jié)束。很明顯、這種復(fù)雜無(wú)規(guī)則的時(shí)間歷程，難以用某個(gè)數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系精確地描述它們。

2.3 沖擊響應(yīng)譜

沖擊響應(yīng)譜通常簡(jiǎn)稱“沖擊譜”，它是工程中廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要概念。國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）所屬的技術(shù)委員會(huì)以及我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，都已經(jīng)把沖擊譜作為規(guī)定沖擊環(huán)境的方法之一，因此沖擊譜是對(duì)設(shè)備實(shí)施抗沖擊設(shè)計(jì)的分析基礎(chǔ)，也是控制產(chǎn)品沖擊環(huán)境模擬試驗(yàn)的基本參數(shù)。

所謂沖擊譜、是將沖擊源施加于一系列線性、單自由度質(zhì)量----彈簧系統(tǒng)時(shí)，將各單自由度系統(tǒng)的響應(yīng)運(yùn)動(dòng)中的最大響應(yīng)值，作為對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)固有頻率的函數(shù)而繪制的曲線，即稱為沖擊譜。由定義可知，沖擊譜是單自由度系統(tǒng)受沖擊作用后所產(chǎn)生的響應(yīng)運(yùn)動(dòng)在頻域中的特性描述。它不同于沖擊源的傅里葉頻譜，其區(qū)別在于：傅里葉頻譜僅僅研究沖擊源本身在頻域中的能量分布屬性，只是沖擊源函數(shù)在頻域中的展開(kāi)，它不涉及任何一個(gè)要研究的機(jī)械系統(tǒng)的響應(yīng)。雖然沖擊頻譜與傅里葉頻譜兩者都是頻率的函數(shù)，但有著明顯的區(qū)別。

電池振動(dòng)臺(tái)

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