论文部分内容阅读
环境应力试验作为装备可靠性与环境工程的重要组成部分,贯穿于装备研制和生产的全过程,既可以在研制阶段用于发现设计缺陷,为改进设计提供信息,成为可靠性及环境适应性设计的组成部分;又可以在定型和批生产中用于验证装备可靠性及环境适应性设计水平是否符合合同要求,作为装备定型和批生产验收的决策依据。环境应力试验,特别是加速应力试验的效能主要取决于环境模拟设备的性能。环境模拟设备能提供的试验谱越丰富,可控性越好,那么试验时便可根据特定的需要模拟出各种所需的应力环境,为高效选伤或激发缺陷创造必要的条件。本文在综述国内外振动试验技术和振动环境模拟技术的基础上,引出“频谱可控的超高斯随机振动环境模拟技术及其在可靠性强化试验中的应用”这一主题,并紧紧围绕该主题开展了如下研究工作:1.全面分析了振动激励的功率谱密度量级、幅值分布、带宽以及试件结构的固有频率、阻尼比等因素对疲劳损伤累积的强化效应,提出振动强化试验激励信号应具备的重要特性:频谱可控和超高斯,确立了本文的研究主题和方向。2.通过分析目前电动(液)振动台数字式随机振动控制系统中广泛采用的激励信号生成原理,在其基础上提出了一种通过二次相位调制来控制激励信号峭度值和偏斜度值的方法,分别得到了频谱可控的对称和非对称分布超高斯伪随机激励信号生成算法,并进行了数值仿真和试验验证,为研究频谱可控的超高斯真随机激励信号生成技术奠定了基础。3.通过分析随机振动控制系统中时域随机化环节的窗函数和重叠因子等参数对超高斯伪随机驱动信号幅值特性尤其是峭度值和偏斜度值的影响,分别得到了时域随机化前后信号峭度值和偏斜度值之间的定量关系解析表达式,并提出了闭环振动控制中峭度值和偏斜度值的具体均衡流程。据此改进和完善了传统的电动(液)振动台振动控制系统,使其具备频谱可控的对称和非对称分布超高斯真随机振动环境模拟能力,为振动强化试验方法研究提供了必要的技术手段和验证平台。4.探讨了频谱可控的超高斯真随机振动环境模拟技术在可靠性强化试验中的具体应用问题。通过理论分析和数值仿真揭示了试件在频谱可控的超高斯随机振动激励作用下的响应特性和规律,并在此基础上归纳总结出利用频谱可控的超高斯随机振动