Page 58 - 《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

Ⅱ组工况的载荷为 3 组工况中的最大载荷。因此，在相关性分析中，均以第Ⅱ组工况的载荷计算结果作
为冲击试验载荷的结果。对不同设备质量，以表中规定的第Ⅱ组工况定义为标准规定工况（包含锤高及
行程）。根据 GJB 150.18—1986、GJB 1060.1—1991，主要分析设备安装频率、设备质量对冲击试验载
荷与设计载荷的影响。
3.1 安装频率影响分析
对于给定质量 m 的刚性安装设备（设备本身作为刚体考虑），基于中型冲击机动力学模型，计算在标
V 2 。
准规定的锤高下，取不同跨距时的砧台冲击谱速度，作为冲击试验谱速度

1 k 4
f = (3)
2π m 4 +m 5
(17.01+m a )(5.44+m a )
V a = 1.0A 0 /ω = 196.2 2 (4)
(2.72+m a ) (2πf)
5.44+m a
V a = 1.0V 0 = 1.52 (5)
2.72+m a
对于冲击设计载荷，通过式 (3) 计算得到设备的安装频率；在此基础上，根据 DDAM 方法，通过
式 (4)～(5) 计算冲击设计谱速度，取两者中的小值作为冲击设计谱速度 V 1 。最后，分析比较冲击试验谱
V 1 的关系。
速度 V 2 与冲击设计谱速度
图 6 给出了设备质量为 250、550、1 000、1 500、2 000、2 500 kg 工况下，冲击设计谱速度 V 1 与冲击试
f
验谱速度 V 2 随安装频率的变化曲线。可以发现，对于同样质量的设备，冲击试验谱速度 V 2 与安装频率
满足：
V 2 = C 1 (C 2 + f)/(C 3 + f) (6)
V 2 逐渐减小。
随着安装频率 f 的增大，
3.00 3.00 2.75

V 1 V 1 V 1
2.75 V 2 2.75 V 2 2.50 V 2
2.50 2.50 2.25
V/(m·s −1 ) 2.25 V/(m·s −1 ) 2.25 V/(m·s −1 ) 2.00
2.00
2.00
1.75 1.75 1.75
1.54 (132.49+f)/(101.91+f) 1.72 (−38.84+f)/(−40.95+f) 1.66 (−56.80+f)/(−57.78+f)
1.50 1.50 1.50
60 90 120 150 180 210 240 60 85 110 135 160 65 90 115 140
f/Hz f/Hz f/Hz
(a) 250 kg (b) 550 kg (c) 1 000 kg
2.6 2.35
V 1 2.4 V 1 V 1
2.4 V 2 V 2 V 2
2.2 2.10
2.2 2.0 2.17 (−57.26+f)/ 1.85 2.05 (−59.51+f)/
V/(m·s −1 ) 2.0 V/(m·s −1 ) 1.8 V/(m·s −1 ) 1.60
(−60.33+f)
(−58.15+f)
1.8
1.6 1.6 1.35
1.4
1.4 1.80 (−53.15+f)/(−54.58+f) 1.2 1.10
65 90 115 140 165 60 85 110 135 160 60 85 110 135 160
f/Hz f/Hz f/Hz
(d) 1 500 kg (e) 2 000 kg (f) 2 500 kg
V 2 随安装频率的变化
图 6 不同设备质量下冲击设计谱速度 V 1 与冲击试验谱速度
Fig. 6 Changes of impact design spectrum velocity V 1 and impact test spectrum velocity V 2
for different equipment masses with installation frequency
V 1 大于试验谱速
通过比较冲击设计谱速度 V 1 和冲击试验谱速度 V 2 ，可以发现，整体上设计谱速度

071404-6