Page 57 - 《爆炸与冲击》2026年第3期

第 46 卷 马 刚，等： 舰船设备中量级冲击试验载荷与设计载荷相关性研究 第 7 期

5.44+m a
ωV a = 1.0ωV 0 = 1.52 ω = 1 034.23 m/s = 105.53g (2)
2.72+m a
V a ω 中的小值，即 105.53g。
冲击设计加速度 D a 取 A a 与
考 虑 到 刚 性 安 装 设 备 的 安 装 频 率 可 在 一 定 范 围 内 变 化 ， 基 于 上 述 计 算 方 法 可 得 设 备 安 装 频 率
40～120 Hz 范围内的冲击设计加速度，如图 4 所示。

160

140

120
D a/g 100

80

60
40 60 80 100 120
f/Hz
图 4 不同船体安装频率时的冲击设计加速度
Fig. 4 Impact design accelerations at different hull installation frequencies

2.3 冲击设计载荷反推冲击试验参数
基于中型冲击机动力学模型，对 2.2 节中的刚性安装设备（设备本身作为刚体考虑，质量为 1 164 kg）
计算冲击试验载荷，试验工况参考 GJB 150.18—1986，螺栓间距范围为 35～110 cm，每次增加 5 cm，摆锤
高度范围为 50～90 cm，每次增加 5 cm（对于该设备质量，GJB 150.18—1986 中规定的标准锤高为 85 cm）。

图 5 为不同锤高下设备加速度响应随跨距 50 cm 55 cm 60 cm 65 cm 70 cm
75 cm
的变化曲线（图中用彩色线表示，其中标准锤高 75 Hz 80 cm 85 cm 90 cm
下的响应曲线被加粗显示），和设计载荷下的冲 120 70 Hz
110 65 Hz
击设计加速度曲线（图中用黑色线表示）。可以
100 60 Hz
看出，在不同锤高下，设备的加速度响应与支撑 90 55 Hz
槽钢跨距之间呈非线性递增关系。 A/g 50 Hz
80
根据冲击设计载荷与试验载荷的设备加速 70 45 Hz
40 Hz
Height of
度峰值等效原则，可以得到满足冲击设计载荷的 60 hammer drop
试验仿真模型参数，即对应的锤高、跨距。对于
40 50 60 70 80 90 100 110
不同安装频率的设备，其冲击设计载荷可由图 5 Span/cm
反推得到的冲击试验工况（包括摆锤高度、槽钢
图 5 典型刚性安装设备冲击设计加速度和冲击试验
跨距等）；在标准锤高为 85 cm，设备安装频率为 加速度随跨距的变化
50～75 Hz 时，对应的跨距为 73.6～101.8 cm，而 Fig. 5 Changes of typical rigid installation equipment impact
设备安装频率小于 45 Hz 时，设备响应超出冲击 design acceleration and impact test acceleration with span
设计加速度，设计载荷和试验载荷等效的摆锤高度降低。

3 冲击试验载荷与设计载荷影响因素分析

根据 GJB 150.18—1986 中 4.2.2 对中量级试验工况的规定：“试验样品最少施加 6 次冲击，6 次冲
击分为 3 组，每组 2 次”，工况见 GJB 150.18—1986 中表 1。对于相同摆锤高度，行程 7.6 cm 的工况（即
表中第Ⅱ组工况）的砧台冲击谱速度及设备响应加速度均略大于行程 3.8 cm 的工况（即表中第Ⅲ组工
况）。由于第Ⅱ组工况和第Ⅲ组工况的摆锤高度一致，均大于第Ⅰ组工况，因此对于冲击试验载荷，第

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