張浩

摘 要：當進行機械環(huán)境試驗時，倘若產品通過了嚴格的試驗檢驗，那么可以免除其他響應比較小的試驗或者類似的試驗，僅需適度提升應力作用試驗次數，即可將這些試驗合并，如此一來，就能夠大大簡化試驗工作量，提升產品檢驗效率。

關鍵詞：機械；環(huán)境試驗；歸并問題

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.198

1 機械環(huán)境條件及試驗方法現(xiàn)狀

在產品維修、運輸和使用的過程中，很容易出現(xiàn)很多意外情況，即產生各種機械環(huán)境，如振動、碰撞、地震、跌落、運輸、沖擊、彈跳、搖擺等。因為在現(xiàn)實中，環(huán)境條件比較復雜，加之難以弄清楚各種機械環(huán)境的作用機理，因此僅靠一種設備進行試驗模擬是不可能的，所以必須針對不同情況有針對性地設定多種不同的機械環(huán)境條件，進行產品試驗時，應實現(xiàn)準備好所需的試驗設備與方法，以充分地考核各產品在不同條件下的反應，所以產品實驗工作不但耗時，更加耗費人力和財力，十分繁瑣。

2 環(huán)境應力效應及作用機理

2.1 環(huán)境應力效應

機械環(huán)境的應力效應可從兩個方面來闡述。一方面，因為應力作用會讓產品失去其自身功能，也就是說當受到應力作用時，產品的各方面的機能與幾何關系會產生改變，即物理特性會改變，這使得產品變成無用的物品，或者產品性能指標顯著改變而導致產品失去其本身的功能。另一方面，因為環(huán)境應力太強，導致產品結構出現(xiàn)永久性的損壞或者形變。

2.2 環(huán)境應力使產品失效的機理

上述兩種產品失效的表現(xiàn)都是因為受到環(huán)境應力的作用而導致產品出現(xiàn)損壞或者形變的，假若此形變未超出產品結構的特定彈性范圍，則當移除或降低環(huán)境應力之后，產品即能夠恢復原貌，即第一種失效。假如環(huán)境應力所導致德產品形變程度大于其結構彈性范圍，則這種變形就會成為永久性的。若應力高于強度的極限，那么產品結構便會產生裂紋等損害，從而導致部件脫落，此為第二種產品失效。前一種產品失效多是環(huán)境應力最高值（最低值）所決定的，而后一種產品失效不但和最大應力息息相關，也跟應力交變的實際次數與狀況有很大的關系。當環(huán)境應力對產品產生作用的時候，這種應力是以應力作用點傳遞至產品自身的，材料則是用聲速變形向產品內部傳遞的。若作用力的改變速度比聲速都大，則產品結構會用自身宏觀位移與變形向產品的縱深傳遞一部分能量。剩余的能量則會被材料的本身塑性形變所吸收。傳遞至產品縱深處的能量會被產品響應所吸收，產品響應狀況則跟其機械特性息息相關。由作用原理不難發(fā)現(xiàn)，就算激勵波形不一樣，在接受應力作用后產品只要具備相同的反映，則產品環(huán)境應力所產生的結果也會一樣。鑒于此結論，我們就能夠用多種激勵方法來進行產品應力實驗。進行應力環(huán)境試驗的過程中，在相同頻率范圍當中，假如通過了響應比較大的應力實驗，那么響應小的考核試驗就可忽略不做，假如響應相似，則可適度多做幾次相同的應力試驗就可。

3 碰撞試驗與振動試驗響應分析及其歸并探討

如果是在危險頻率上作定頻振動，振動響應等于碰撞響應時的Q位更小。

若想讓振動響應不比碰撞響應小，則進行碰撞試驗的時候，振動共振應當被賦予最大的放大系數。假如碰撞共振的過程中可以符合相應相等的需求，它的各個頻率都必須確保碰撞響應比振動效應小。在很多時候，振動響應均不會小于碰撞響應。同時，振動激勵響應具備雙邊性特性，它的應力同樣具備雙邊性特性。雙邊性應力能夠縮減試驗次數，還能減少碰撞損失。按照上文的論述，在根據既定要求進行產品應力試驗的時候，必須做出響應分析，假如碰撞響應與振動響應相差無幾，則將振動次數適度增加就能夠代替碰撞，假如碰撞響應比振動響應顯著要小，那么就可以不進行碰撞試驗。如此便規(guī)避了產品的重復試驗。在其他環(huán)境條件之下，假如具備同樣的作用原理，同時環(huán)境應力所產生的響應亦相同，則可進行同樣的試驗?？珊喕瘑我蛩貦C械環(huán)境應力，而強化多因素機械環(huán)境應力。

參考文獻：

[1]Song，G.，Zhou，X.，Binienda，W.Thermal deformation compensation of a composite beam using piezoelectric actuators.Smart Materials and Structures .2004.