徐曼

（苏州世力源科技有限公司，苏州 215337）

引言

当前，冲击力学环境试验技术是考核产品在工作或运输过程中安全性及可靠性的主要方式之一，而垂直冲击试验机则是最常使用的实现经典冲击力学环境试验各项指标主要设备之一。该设备不仅适用于各类民用产品的运输考核，也广泛用于航天、航海等军工产品的性能考核[1]。垂直冲击试验机的型号多种多样，不同型号的垂直冲击试验机可以模拟出不同规格的冲击波形，但各类垂直冲击试验机的结构类似，均可用同一类模型模拟其工作原理，并得出其测试参数，即垂直冲击试验机台面的跌落高度和波形发生器的刚度。图1展示了一个典型垂直冲击试验机的结构简图。

目前，对垂直冲击试验机的参数计算主要基于单自由度弹簧-质量模型，并且忽略了重力，底座以及气囊等工况结构[2]。该模型过于简单，计算出的跌落高度、波形发生器刚度等参数精度较低，大多需要依靠人工经验纠正误差，不能很好地指导冲击试验机的设计[3]。部分研究者虽然利用泰勒公式和最小二乘法拟合垂直冲击试验机测试参数的经验公式，并通过试验数据归纳总结相关系数，形成经验数据库，但该计算方法过分依赖经验，有很大的局限性和盲目性[4]。

本文考虑垂直冲击试验机的底座阻尼器、缓冲气囊的影响，建立更加精确的二自由度动力学模型来模拟垂直冲击试验机的工作情况。通过四阶龙格库塔方法求解此动力学方程组的数值解，得到满足要求的冲击波形的离散值。……