實(shí)驗(yàn)室力學(xué)與熱學(xué)環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)

目錄
第1章 概述 1
1.1 裝備環(huán)境及效應(yīng) 1
1.1.1 裝備環(huán)境 1
1.1.2 裝備環(huán)境效應(yīng) 2
1.2 裝備環(huán)境工程 2
1.2.1 定義及主要工作項(xiàng)目 2
1.2.2 發(fā)展沿革 3
1.3 裝備環(huán)境試驗(yàn) 5
1.3.1 自然環(huán)境試驗(yàn) 6
1.3.2 使用環(huán)境試驗(yàn) 7
1.3.3 實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn) 7
1.4 環(huán)境試驗(yàn)與可靠性試驗(yàn)、安全性試驗(yàn)的關(guān)系 8
1.4.1 環(huán)境試驗(yàn)與可靠性試驗(yàn) 8
1.4.2 環(huán)境試驗(yàn)與安全性試驗(yàn) 9
參考文獻(xiàn) 10
第2章 加速度試驗(yàn)技術(shù) 11
2.1 加速度環(huán)境 11
2.1.1 來(lái)源及表征 11
2.1.2 加速度環(huán)境效應(yīng) 12
2.2 加速度試驗(yàn)的靜力學(xué)基礎(chǔ) 12
2.2.1 材料的強(qiáng)度極限與屈服極限 12
2.2.2 強(qiáng)度理論 13
2.2.3 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)數(shù)值模擬 14
2.3 加速度環(huán)境試驗(yàn)條件 15
2.3.1 恒定加速度試驗(yàn)條件確定方法 16
2.3.2 變加速度試驗(yàn)條件確定方法 17
2.4 加速度試驗(yàn)的加載設(shè)備與技術(shù) 17
2.4.1 離心機(jī) 18
2.4.2 火箭橇 21
2.5 加速度試驗(yàn)的夾具設(shè)計(jì)技術(shù) 22
2.5.1 夾具的設(shè)計(jì)技術(shù) 22
2.5.2 夾具的質(zhì)量控制 23
2.6 加速度試驗(yàn)應(yīng)關(guān)注的幾個(gè)問(wèn)題 24
2.6.1 加速度梯度和允差要求 24
2.6.2 離心機(jī)的轉(zhuǎn)臂平衡要求 24
2.6.3 試件在離心機(jī)上的試驗(yàn)方向約定 25
2.6.4 離心機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算 25
2.7 加速度試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 25
參考文獻(xiàn) 28
第3章 振動(dòng)試驗(yàn)技術(shù) 30
3.1 振動(dòng)環(huán)境的來(lái)源 30
3.2 振動(dòng)試驗(yàn)的振動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 30
3.2.1 概述 30
3.2.2 受迫振動(dòng) 31
3.2.3 隨機(jī)振動(dòng) 33
3.2.4 振動(dòng)隔離 33
3.2.5 振動(dòng)數(shù)值模擬案例 34
3.3 振動(dòng)環(huán)境的效應(yīng) 36
3.3.1 疲勞破壞 36
3.3.2 峰值破壞 39
3.4 振動(dòng)環(huán)境的表征 39
3.4.1 隨機(jī)振動(dòng) 39
3.4.2 正弦振動(dòng) 41
3.5 振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)條件 41
3.5.1 公路運(yùn)輸振動(dòng)試驗(yàn)條件確定方法 41
3.5.2 噴氣式飛機(jī)外掛物振動(dòng)試驗(yàn)條件確定方法 42
3.5.3 再入飛行振動(dòng)試驗(yàn)條件確定方法 45
3.5.4 復(fù)雜裝備的組件振動(dòng)試驗(yàn)條件確定方法 48
3.6 振動(dòng)試驗(yàn)的加載設(shè)備與技術(shù) 49
3.6.1 液壓振動(dòng)臺(tái) 49
3.6.2 電動(dòng)振動(dòng)臺(tái) 53
3.6.3 水平滑臺(tái) 55
3.6.4 振動(dòng)控制器 57
3.6.5 振動(dòng)試驗(yàn)加載設(shè)備的選用與配置 58
3.7 振動(dòng)試驗(yàn)夾具的設(shè)計(jì)原則與方法 59
3.7.1 振動(dòng)試驗(yàn)夾具的典型結(jié)構(gòu)形式 59
3.7.2 振動(dòng)試驗(yàn)夾具設(shè)計(jì)制造的基本原則 60
3.7.3 振動(dòng)試驗(yàn)夾具優(yōu)化設(shè)計(jì) 62
3.7.4 動(dòng)態(tài)特性設(shè)計(jì)的再討論——共振頻率*大化原則 65
3.7.5 更復(fù)雜問(wèn)題的設(shè)計(jì)實(shí)例——基于響應(yīng)分布規(guī)律模擬的夾具設(shè)計(jì) 67
3.8 振動(dòng)試驗(yàn)應(yīng)關(guān)注的幾個(gè)問(wèn)題 68
3.8.1 控制方法選擇 68
3.8.2 試驗(yàn)允差要求 69
3.9 振動(dòng)試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 71
參考文獻(xiàn) 75
第4章 噪聲試驗(yàn)技術(shù) 78
4.1 噪聲環(huán)境來(lái)源 78
4.1.1 機(jī)械旋轉(zhuǎn) 78
4.1.2 機(jī)械摩擦 78
4.1.3 沖擊 78
4.1.4 高速流動(dòng) 79
4.2 噪聲傳播的線性波動(dòng)方程 79
4.3 噪聲環(huán)境的表征 81
4.3.1 聲速 81
4.3.2 聲壓與聲壓級(jí) 81
4.3.3 聲功率與聲功率級(jí) 82
4.4 噪聲環(huán)境效應(yīng) 82
4.5 噪聲環(huán)境試驗(yàn)條件 83
4.5.1 發(fā)動(dòng)機(jī)噴流噪聲預(yù)示 83
4.5.2 氣動(dòng)噪聲預(yù)示 84
4.5.3 航天器內(nèi)噪聲預(yù)示 85
4.6 噪聲試驗(yàn)設(shè)備 85
4.6.1 聲源 86
4.6.2 聲場(chǎng) 87
4.6.3 聲場(chǎng)測(cè)量?jī)x器 88
4.7 噪聲試驗(yàn)應(yīng)關(guān)注的幾個(gè)問(wèn)題 89
4.7.1 試驗(yàn)方法和設(shè)備的選用 89
4.7.2 試件的安裝 90
4.7.3 聲場(chǎng)測(cè)量 90
4.7.4 試驗(yàn)控制及允差要求 91
4.7.5 試驗(yàn)中斷 91
4.8 噪聲試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 92
參考文獻(xiàn) 94
第5章 沖擊試驗(yàn)技術(shù) 96
5.1 沖擊環(huán)境的來(lái)源及效應(yīng) 96
5.2 沖擊試驗(yàn)的沖擊動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 96
5.2.1 沖擊動(dòng)力學(xué)的特點(diǎn) 96
5.2.2 應(yīng)力波傳播 97
5.2.3 材料的動(dòng)態(tài)響應(yīng) 98
5.2.4 沖擊載荷的數(shù)值模擬 99
5.3 沖擊環(huán)境的表征 100
5.3.1 時(shí)域表征 100
5.3.2 頻域表征 101
5.4 沖擊環(huán)境試驗(yàn)條件 103
5.4.1 爆炸分離沖擊環(huán)境 104
5.4.2 運(yùn)輸沖擊環(huán)境 108
5.5 沖擊試驗(yàn)的加載設(shè)備與技術(shù) 109
5.5.1 跌落式?jīng)_擊機(jī) 109
5.5.2 電動(dòng)振動(dòng)臺(tái) 114
5.5.3 沖擊譜試驗(yàn)機(jī) 114
5.5.4 火工裝置 115
5.5.5 幾種沖擊加載技術(shù)的比較 116
5.6 沖擊試驗(yàn)夾具設(shè)計(jì)方法 117
5.6.1 沖擊試驗(yàn)夾具設(shè)計(jì)的基本方法 117
5.6.2 沖擊試驗(yàn)夾具的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法與實(shí)例 118
5.7 沖擊試驗(yàn)應(yīng)關(guān)注的幾個(gè)問(wèn)題 121
5.7.1 沖擊試驗(yàn)方法的選用 121
5.7.2 加速度測(cè)試系統(tǒng)的頻響要求 122
5.7.3 試驗(yàn)允差 123
5.7.4 試驗(yàn)中斷 125
5.8 沖擊試驗(yàn)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 126
參考文獻(xiàn) 128
第6章 溫度試驗(yàn)技術(shù) 130
6.1 溫度環(huán)境的來(lái)源 130
6.1.1 大氣層內(nèi)溫度環(huán)境 130
6.1.2 大氣層外輻射換熱環(huán)境 131
6.1.3 氣動(dòng)加熱環(huán)境 132
6.2 溫度試驗(yàn)的傳熱學(xué)基礎(chǔ) 133
6.2.1 導(dǎo)熱 133
6.2.2 對(duì)流 136
6.2.3 熱輻射 139
6.3 溫度環(huán)境的效應(yīng)和表征 142
6.4 溫度環(huán)境試驗(yàn)條件 143
6.4.1 極值溫度 143
6.4.2 貯存高低溫 144
6.4.3 工作高低溫 146
6.4.4 溫度沖擊 146
6.5 溫度試驗(yàn)的加載設(shè)備與技術(shù) 147
6.5.1 溫度試驗(yàn)箱的基本構(gòu)成 148
6.5.2 溫度試驗(yàn)箱的主要技術(shù)指標(biāo) 150
6.6 溫度環(huán)境試驗(yàn)的夾具設(shè)計(jì)技術(shù) 151
6.7 溫度試驗(yàn)應(yīng)關(guān)注的幾個(gè)問(wèn)題 152
6.7.1 溫度試驗(yàn)箱的選用 152
6.7.2 溫度穩(wěn)定及其判定 153
6.7.3 溫度設(shè)定 154
6.7.4 試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間 154
6.7.5 試驗(yàn)允差 155
6.7.6 試驗(yàn)中斷與處理 155
6.8 溫度試驗(yàn)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 157
參考文獻(xiàn) 158
第7章 典型綜合環(huán)境試驗(yàn)技術(shù) 160
7.1 概述 160
7.2 溫度-濕度綜合試驗(yàn)技術(shù) 161
7.2.1 概述 161
7.2.2 濕熱環(huán)境效應(yīng) 161
7.2.3 濕熱試驗(yàn)技術(shù) 162
7.2.4 濕熱試驗(yàn)的測(cè)試 163
7.3 溫度-振動(dòng)綜合試驗(yàn)技術(shù) 163
7.3.1 概述 163
7.3.2 溫度-振動(dòng)綜合試驗(yàn)的加載設(shè)備與技術(shù) 164
7.3.3 溫度-振動(dòng)綜合試驗(yàn)的測(cè)試技術(shù) 168
7.4 加速度-振動(dòng)綜合試驗(yàn)技術(shù) 169
7.4.1 概述 169
7.4.2 加速度-振動(dòng)綜合試驗(yàn)的加載設(shè)備與技術(shù) 170
7.4.3 加速度-振動(dòng)綜合試驗(yàn)的測(cè)試技術(shù) 176
7.5 加速度-氣動(dòng)力綜合試驗(yàn)技術(shù) 176
7.5.1 概述 176
7.5.2 加速度-氣動(dòng)力綜合試驗(yàn)的加載設(shè)備與技術(shù) 177
7.5.3 加速度-氣動(dòng)力綜合試驗(yàn)的測(cè)試技術(shù) 178
參考文獻(xiàn) 178
第8章 環(huán)境試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ) 181
8.1 概述 181
8.2 測(cè)試系統(tǒng)的一般構(gòu)成 182
8.3 環(huán)境試驗(yàn)中常用的傳感器 183
8.3.1 加速度傳感器 184
8.3.2 應(yīng)變傳感器 189
8.3.3 位移傳感器 193
8.3.4 溫度傳感器 195
8.3.5 聲傳感器 198
8.4 信號(hào)轉(zhuǎn)換與調(diào)理 199
8.4.1 電橋 199
8.4.2 電荷放大器 202
8.4.3 調(diào)制與解調(diào)器 204
8.4.4 濾波器 209
8.4.5 常見的信號(hào)轉(zhuǎn)換與調(diào)理集成儀器 212
8.5 數(shù)據(jù)的采集、顯示與存儲(chǔ) 215
8.5.1 模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換(A/D轉(zhuǎn)換) 215
8.5.2 信號(hào)顯示與存儲(chǔ) 216
8.6 其他測(cè)試技術(shù)簡(jiǎn)介 217
8.7 環(huán)境試驗(yàn)測(cè)試的基本流程與注意事項(xiàng) 220
8.7.1 環(huán)境試驗(yàn)測(cè)試的基本流程 220
8.7.2 環(huán)境試驗(yàn)測(cè)試的注意事項(xiàng) 220
參考文獻(xiàn) 223
第9章 動(dòng)力學(xué)環(huán)境數(shù)據(jù)采集、處理及環(huán)境條件預(yù)示技術(shù) 225
9.1 動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)采集 225
9.1.1 頻率混疊的消除——采樣定理 225
9.1.2 頻率泄漏的抑制——加窗處理 227
9.2 動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)處理基本流程 229
9.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理 231
9.3.1 不合理點(diǎn)的辨識(shí)與處理 231
9.3.2 虛假趨勢(shì)的辨識(shí)與處理 231
9.3.3 信號(hào)削峰的辨識(shí)與處理 232
9.3.4 過(guò)大噪聲的辨識(shí)與處理 233
9.3.5 信號(hào)斷續(xù)丟失的處理 233
9.3.6 數(shù)據(jù)檢驗(yàn)與分離 233
9.4 隨機(jī)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特征 234
9.4.1 均值、方差和均方值 234
9.4.2 概率密度函數(shù) 234
9.4.3 自相關(guān)函數(shù)和互相關(guān)函數(shù) 235
9.4.4 傅里葉變換、傅里葉譜(FS)和能量密度譜(ESD) 236
9.4.5 功率譜密度 237
9.4.6 自能量譜和互能量譜 239
9.4.7 相干函數(shù) 239
9.4.8 頻率響應(yīng)函數(shù) 239
9.5 動(dòng)力學(xué)環(huán)境條件預(yù)示 239
9.5.1 正態(tài)分布參數(shù)上限統(tǒng)計(jì)估計(jì) 240
9.5.2 非參數(shù)上限統(tǒng)計(jì)估計(jì) 241
9.5.3 容差上限參數(shù)的選擇 243
9.5.4 簡(jiǎn)化統(tǒng)計(jì)模型 244
參考文獻(xiàn) 245
第10章 環(huán)境試驗(yàn)通用要求 246
10.1 試驗(yàn)剪裁 246
10.2 試驗(yàn)條件及允差 247
10.3 試驗(yàn)順序 248
10.3.1 標(biāo)準(zhǔn)要求 249
10.3.2 順序策略 249
10.4 試驗(yàn)中斷 250
10.4.1 允差內(nèi)中斷 250
10.4.2 允差外中斷 251
10.4.3 故障導(dǎo)致的中斷 251
10.4.4 計(jì)劃中斷 251
10.5 失效