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2011年6月 强 度 与 环 境 Jun．20l1 第38卷第3期 STRUCTURE ENVIRoNMENTENGINEERING V_01_38．NO．3 一 种实现谐振响应夹具设计仿真计算 石蒙 马爱军 刘洪英 冯雪梅 董睿 朱景涛 (中国航天员科研训练中心，北京 100193) 摘要：为满足高量值的冲击响应谱试验需求，使用有限元仿真方法对一种可实现谐振响应的夹具进 行动态特性设计，分析其在瞬态激励作用下的冲击响应谱，根据仿真计算结果反复修正设计模型使其 满足设计要求，并通过真实试验验证仿真设计结果。研究表明：振动台使用该谐振夹具可获得一定量 值的谐振响应，可实现较高量值的冲击响应谱规范。研究结果对设计该类谐振响应夹具、提高振动台 试验设备的冲击试验能力具有一定的指导作用。 关键词：谐振响应；有限元模型；冲击响应谱；夹具设计 中图分类号：TB123 文献标识码：A 文章编号：1006．3919(2011)03．0045．05 Simulationstudyforaresonantfixturedesign ShiMeng MaAijun LiuHongying FengXuemeiDongRui ZhuJingtao (ChinaAstronautResearchandTrainingCenter,Beijing100193，China) Abstract：Dynamiccharacteristicsofaresonantfixtureweredesignedto meetrelatively higherShock ResponseSpectrum (SRS)testingonanelectrod)namicshakerbyfiniteelementmethod(FEM)，andthe SRSoffixutreunderashockwascomputed．Themodelwasmodifiedtomeettherequirementsoffixtureby theanalyzedresultrepeatedly．Finally，thesimulationwasvalidatedbytests．Thesutdyshowedthatthe shakercouldgethigherresponseandachievehigherSRStestlevelbythemeansofthefixture．Theresearch couldgiveguidancetodesignaresonantfixutreandimprovetheequipmentcapacity． Keywords：resonantresponse；finiteelementmodel；shockresponsespectrum ；fixutredesign 1 引言 使用振动台实现冲击响应谱试验时，为使能量充分地传递到试件上，一般采用传统振动试 验夹具。传统振动试验夹具刚度高、在试验频率范围内不易发生谐振、能较好地传递振动台产 生的能量[卜，因此可实现的最大试验量值取决于振动台试验设备的能力。如果使用能在试验频 率范围内产生谐振响应的夹具代替传统振动试验夹具，振动台实现冲击响应谱试验的能力将得 到提升。国外已有相关研究者提出将振动台与谐振杆结合引，通过谐振杆的谐振响应实现高g值 收稿 日期：2011-01—06；修回日期：2011-04．16 作者简介：石蒙 (1986一)，男，研究生，研究方向：航天环境模拟试验技术；(100193)北京 5104信箱 19分箱． 强 度 与 环 境 2011笠 的冲击响应谱试验规范，但该方法不适合低拐点的试验规范。 利用夹具的谐振响应实现冲击响应谱试验最早由国外学者Bai提出I4J。该方法通过对夹具进 行结构动力学设计，使其某些固有频率和与谱规范拐点频率接近，通过调整冲击力和阻尼使夹 具产生的谐振响应与要求的谱规范一致。国内