[發(fā)明專利]一種車載光學系統(tǒng)環(huán)境載荷影響機理分析方法及其試驗系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810515332.1
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN108593268A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設計）人: 任國全;周冰;宣兆龍;任成才;王懷光;范紅波;武東生;劉愛偉;吳定海;吳守軍;韓蘭懿
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學
• 主分類號: G01M11/08
• 分類號: G01M11/08
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

1.一種車載光學系統(tǒng)環(huán)境載荷影響機理分析方法，其特征在于：所述方法為：利用試驗模態(tài)分析、正弦掃頻試驗、隨機振動試驗和瞬態(tài)沖擊試驗獲取光學系統(tǒng)中金屬主反射鏡的動力學響應，利用高低溫試驗獲取玻璃透鏡的熱響應，分析不同環(huán)境載荷對車載光學系統(tǒng)的影響，以探索環(huán)境載荷對光學元件的影響規(guī)律。

2.根據(jù)權利要求1所述的車載光學系統(tǒng)環(huán)境載荷影響機理分析方法，其特征在于：所述方法其具體操作步驟如下：

步驟一，模態(tài)試驗：首先對光學系統(tǒng)主反射鏡進行模態(tài)試驗分析，試驗采用不測力法測試，提取主反射鏡的結構固有頻率、振型和阻尼；試驗中利用錘擊激勵模擬環(huán)境激勵，為得到較高頻率的響應，選擇不銹鋼錘頭施加隨機激勵，測量結構各點的響應，利用軟件的頻響函數(shù)分析模塊計算得到各點頻響函數(shù)數(shù)據(jù)；在主反射鏡表面一共設置了34個測點；試驗選取測點28為參考點，做了7個批次，前6個批次每批次同時使用6個傳感器采集6個測點的信號，第7批次測了4個點，并給每個批次傳感器粘結測點進行編號；

步驟二，正弦掃頻試驗：將被測反射鏡及框架通過四顆螺母固定在試驗振動臺上，根據(jù)需要在試驗振動臺和反射鏡的相應部位粘貼壓電傳感器；利用振動軟件設置載荷條件；啟動振動裝置，開始試驗，獲得主反射鏡掃頻目標圖譜和x、y、z三個方向傳遞特性曲線；

步驟三，隨機振動試驗：主反射鏡鏡片朝上水平固定安裝在鏡架上，隨機振動試驗共設置5個測點；按照試驗載荷條件在Z向進行隨機振動試驗，多通道信號采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集儀器共用了5個通道測試不同位置的信號，對應測點分別為CH1，CH2，CH3，CH4，CH5，其中CH6為試驗振動臺面的輸入信號測點，得到主反射鏡6個測點隨機振動功率譜密度響應曲線；

步驟四，沖擊試驗：在主反射鏡表面選取6個測試點，粘貼應變片，測量沖擊過程中的應力值，并獲取各個測點的應力響應曲線；

步驟五，高低溫試驗：試驗對象為某型車載瞄準鏡目鏡單元部件，其所采用的材料與實際裝備一樣；利用B-711膠水將應變片粘貼在需要測量的鏡片上，然后將瞄準鏡目鏡部件放入LK-150G可程式恒溫恒濕試驗箱，根據(jù)裝備工作的環(huán)境條件，將試驗溫度范圍設置為-40℃~50℃，啟動計算機和應變采集軟件，待溫度達到要求并穩(wěn)定后，開始采集數(shù)據(jù)；分別測量-40℃、-30℃、-20℃、-10℃、0℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃溫度場下的應變量，獲得特定溫度場下鏡片應變量隨時間的變化規(guī)律。

3.一種車載光學系統(tǒng)環(huán)境載荷影響機理分析試驗系統(tǒng)，其特征在于：包括多個試驗設備，及安裝于試驗設備中的車載光線系統(tǒng)試件，及粘貼于車載光線系統(tǒng)試件表面的多塊應變片，及安裝于車載光線系統(tǒng)試件表面的加速度傳感器；所述應變片和加速度傳感器分別通過多通道信號采集系統(tǒng)電連接至計算機；所述試驗設備由振動和沖擊試驗系統(tǒng)和可程式恒溫恒濕試驗箱組成；所述振動和沖擊試驗系統(tǒng)包括試驗振動臺，及與試驗振動臺活動安裝的力錘；所述力錘傳動連接有動力機構；所述車載光線系統(tǒng)試件分別通過夾持組件固定于振動和沖擊試驗系統(tǒng)的試驗振動臺和可程式恒溫恒濕試驗箱中。

4.根據(jù)權利要求3所述的車載光學系統(tǒng)環(huán)境載荷影響機理分析試驗系統(tǒng)，其特征在于：所述車載光線系統(tǒng)試件包括金屬材質(zhì)的主反射鏡和玻璃材質(zhì)的光學透鏡。

5.根據(jù)權利要求3所述的車載光學系統(tǒng)環(huán)境載荷影響機理分析試驗系統(tǒng)，其特征在于：所述應變片為電阻應變片，其由電阻絲、基底、覆蓋層和引線組成；所述應變片、橋式應變傳感器及其外圍電路組成用于測量電路板重要元器件安裝位置附近表面橫向及縱向的動態(tài)應變以及元器件本身表面橫向和縱向動態(tài)應變的橋式電路。

6.根據(jù)權利要求3所述的車載光學系統(tǒng)環(huán)境載荷影響機理分析試驗系統(tǒng)，其特征在于：所述加速度傳感器包括微型壓電式加速度傳感器和單向振動壓電傳感器；所述微型壓電式加速度傳感器安裝于主反射鏡表面；所述單向振動壓電傳感器安裝于主反射鏡表面及試驗振動臺其臺面上。