[发明专利]摆冲试验机谱形库构建方法以及调试方法

权利要求书

1.一种摆冲试验机谱形库构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，确定摆冲试验机的冲击谱形影响因素；其中，所述冲击谱形影响因素包括主要影响因素和次要影响因素；所述主要影响因素包括：摆锤提升角度、波形发生器的刚度和缓冲垫类型；所述次要影响因素包括：夹具重量和装夹螺钉数量；

步骤2，对于所述主要影响因素，采用多因子完全析因试验安排各因素的组合，即：

确定n1个摆锤提升角度；波形发生器的刚度由橡胶的硬度和厚度决定，选n2种橡胶硬度，选n3种橡胶厚度，一共n2*n3个波形发生器刚度水平；缓冲垫选n4种类型；其中，n1、n2、n3和n4均为自然数；

进行冲击试验，包括：(1)固定一种波形发生器刚度，设定一个摆锤提升角度，依次使所有的缓冲垫类型与之搭配进行试验；(2)继续保持波形发生器刚度，改变摆锤提升角度，再与所有缓冲垫类型搭配进行试验；(3)改变波形发生器刚度，与所有摆锤提升角度、缓冲垫类型搭配进行试验，以此类推，直到完成所有主要影响因素组合的试验；

步骤3，对于所述次要影响因素，采用控制变量法进行冲击试验，即：选取形状、材质、螺孔布局均相同但质量不同的两个夹具进行相同条件冲击试验；接着，对安装有不同固定螺钉数量的同一块夹具进行相同条件冲击试验；

步骤4，对于步骤2和步骤3所进行的每次冲击试验，通过数据采集系统采集到冲击响应谱试验的实测数据(xi，yi)，其中，x为频率、y为冲击量级i＝1,2…N；N为实测数据的数量；采用下述方法进行曲线拟合，得到最优拟合曲线，从而确定拟合参数a、b、c的值；

步骤4.1：确定曲线拟合的基础方案，即：

采用最小二乘准则对实测数据按冲击谱试验规范进行曲线拟合，拟合函数设为其中，函数上升段f₁(x)＝ax+b由(x₁,y₁)，……，(x_j,y_j)拟合；函数平直段f₂(x)＝c由(x_j+1,y_j+1)，……，(x_n,y_n)拟合；j＝2,3,……,N-2；a和b分别是拟合函数f₁(x)的斜率参数和常数项参数；c为拟合函数f₂(x)的常数项参数；

拟合函数f(x)误差平方和SSE计算公式为：

步骤4.2：令j＝2；SSEmin＝SSE(j＝2)；SSEmin代表拟合函数f(x)误差平方和的最小值；

SSE(j＝2)通过以下方法计算：函数上升段f₁(x)＝ax+b由(x₁,y₁)，(x₂,y₂)拟合；函数平直段f₂(x)＝c由(x₃,y₃)，……，(x_N,y_N)拟合；

采用下式计算得到拟合函数f(x)误差平方和SSE(j)：

步骤4.3：判断是否满足j<N-1，如果否，执行步骤4.7；如果是，执行步骤4.4；

步骤4.4，计算SSE(j)：

函数上升段f₁(x)＝ax+b由(x₁,y₁)，……，(x_j,y_j)拟合；函数平直段f₂(x)＝c由(x_j+1,y_j+1)，……，(x_N,y_N)拟合；j＝3,……,N-2；

采用下式计算得到拟合函数f(x)误差平方和SSE(j)：

步骤4.5：判断是否满足SSE(j)<SSEmin，如果是，令SSEmin＝SSE(j)，然后执行步骤4.6；如果否，直接执行步骤4.6；

步骤4.6，令j＝j+1；然后转到步骤4.3；

步骤4.7，输出SSE_min及对应的abc；

步骤4.8，结束流程；

步骤5，令标准谱冲击量级G＝c、拐点频率f1＝(c-b)/a、斜率S＝a，由此得到标准谱形的冲击量级、拐点频率和斜率；因此，对于每一个冲击试验，均拟合出对应的标准谱形；每个标准谱形对应一套摆冲试验机冲击谱形影响因素的组合；

步骤6，归纳汇总标准谱形，得到标准谱形调试数据库；所述标准谱形调试数据库存储多个标准谱形，每个所述标准谱形均绑定对应的摆冲试验机冲击谱形影响因素，包括：序号、摆锤提升角度、波形发生器的刚度、缓冲垫类型、冲击量级、拐点频率、斜率、夹具重量、装夹螺钉数量以及生成时间。