GB／T 4797.9-2021  环境条件分类 自然环境条件 贮存、运输和使用过程中测得的冲击和振动数据

3.3.3.2喷气式飞机

3.3.3.3螺旋桨式飞机

正弦模拟比较适合。但是，随着与旋转激励源距离的增加，正弦特征逐渐减弱。在这种情况下，随机叠 加随机模拟更合适，或者用更简单的方法iso标准，采用具有间隔离散频率特征的随机模式来模拟较高振幅处的 情况。螺旋桨之间区域的正弦分量通常非常大，产品如果对这些频率敏感，应避免将产品放置于该 区域。

水上环境是发动机和螺旋架产生的正弦分量与海况激励（洋流）、货舱在船上位置和货物在货舱内 位置产生的随机分量的叠加。影响这种环境幅值和频率范围的主要因素有： 船只的大小： 船只的行驶速度； 货舱在船上的位置； 港口货物装卸搬运的恶劣程度

产品在寿命周期使用阶段环境变化很大，会受到一系列因素影响，如安装方式、安装位置以及安装 位置与振源的距离。使用过程不仅限于安装在室内的产品，还涵盖了产品在设计和工作模式下使用的 所有情况。 产品在其寿命周期使用阶段针对气候条件可能采用防护或不采用防护，使产品处于不同因素组合 的环境。与其他阶段相比，主要的不同之处在于在使用阶段产品通常需要在频谱更宽的环境中实现功 能、完成作业。 换句话说，使用阶段面临的环境对产品的影响大多是最轻微的，即通常在运输阶段有可能会经历更 亚酷的环境， 为了清晰地制定试验方案和确定环境类型，需要对产品的使用方式进行深人了解，进而确保产品在 其性能许可的范围内使用，

为了增强策略的灵活性，这里给出了两种方法，第一种比较简单，第二种采用统计方法。参考文 共了更多的方法。选择的方法宜在相关规范中予以说明

5.2加速度谱密度包络法

在每个频率分辨带宽上取所有频谱的最大值，然后将这些点绘制成曲线。这样得到的包络线是不光滑 的，可以使用一系列直线进行平滑。为保持一定的一致性，通常将直线的斜率规定为（0、土3 或±6)dB/oct。 该方法的主要优点是易于使用。其缺点是直线平滑过程主观性大，包络线因人而异。 其他缺点如下： a）所需包络功率谱的分辨率不同会导致结果上的差异； b）无法保证包络谱在给定频率上涵盖平台上其他位置点上的响应谱

对于获取运输平台上结构响应谱的保守界限，较为权威的方法是在预期频谱曲线的每个频率分辨 带宽上计算正态容差限。 正态容差限仅适用于正态分布随机变量。运输平台对于稳态、非稳态和瞬态动力学载荷的响应谱 数据是不同的，其变化也往往不服从正态分布。但是，还是有相当多的证据3证明谱值的对数近似服从 正态分布。因此，通过公式（1）转换

可以得到止态容差限的预计值。具体地说，y的止态容差限（NTL)定义为：对于y的所有可能取 值，在置信度下，能够覆盖集合y的100β%数据的置信上限，并且由公式（2）给出：

NTL, =y +CS.

一一样本平均值； S样本标准差； C一正态容差因子，其值从表1中选取。 原始量纲（工程单位）的正态容差限可以通过公式（3)计算得到。 NTL,=10NT1., ·（3 注：如果频谱数据不是对数正态分布，也有其他统计方法得到对应分布的容差限，甚至可以不必参考特定白 分布3

3一样本平均值； S,样本标准差； C一正态容差因子，其值从表1中选取。 原始量纲（工程单位)的正态容差限可以通过公式（3)计算得到

注：如果频谱数据不是对数正态分布，也有其他统计方法得到对应分布的容差限，甚至可以不必参考特是 分布3。 附录A给出了两种方法的案例。对于正态容差限法，推荐使用95/50上限（表1中的1.78），即： 6置信度下，该上限值将超过运输平台上至少95%的测试点的响应谱值。然而，如果需要使用更 为值，则可以计算其他容差限。宜注意的是，当从95/50上限（表1中的1.78）转变为95/90上 1中的3.4）时.量级增加大约 7.8dB.相天 这种增加是合理的

用上述方法会得到一条不平滑的包络线，可以使用一系列直线对其进行平滑。为保证一定的一致 性，通常选取斜率为（0、土3或土6)dB/oct的直线。 正态容差限法具有诸多优点： a）作为一种统计方法，可以提供一个在规定置信度下超过频谱规定比例的极限； b）不同于加速度谱密度包络法对频率分辨率带宽敏感， 潜在缺点是该方法基于平台所有测量点的响应频谱值服从对数正态分布这一假设。 与加速度谱密度包络法具有相同的缺点：直线平滑过程主观性大，包络线因人而异。

无论选择哪种方法来制定环境条件，如果已知产品以明确的轴向贮存、运输或使用，则应对产品 装的产品在每个主要正交轴重复该过程

然而，如果轴向未知，则应汇总所有可用的数据制定环境条件，所有主要轴向都采用该条件。

5.5可变因素和未知因素

考虑产品本身响应的不一致性，通常称为“个体与个体”的不一致性。在缺少对产品不一致性准确了解 的情况下，宜： 对于公差严格的产品，采用士5%的频率变化范围； 对于公差宽松的产品，采用土10%的频率变化范围， 当谱峰非常窄，即存在强烈的放大时，宜使用该因素以确保产品受到最大应力值的考核。以附录B 图B.1为例，对于在300Hz和500Hz左右的峰值，宜按上述方法对频率进行加宽

表A.1列出了5条假设曲线在10Hz至2000Hz之间的8个频率点上的功率谱密度值及其对 并用粗体方式对每个频率点处的最大值进行标注。图A.1中给出了5条曲线及按照5.2的方法 的包络线。

表A.2第一列是在8个频率的y平均值，第二列是相应的标准差。第三列是相应的标准差乘以正 态容差因子C，此处C=1.78是从表1中选择的95/50上限值。根据所需的统计置信度，可以选择其他 值进行计算。第四列将扩展后的标准差与y平均值相加。第五列按照5.3的方法通过=10计算得 出正态容差限包络线，即图A.1中的曲线6。从图A.1中可看出曲线6在原始数据曲线1至5和曲线1 至5的标准包络线曲线7之上。

A.3包络线和NTL曲线的处理方法

包络线和NTL曲线还需按照5.3的方法进一步处理，以使其适用于环境谱量级。如果环境描述的 包络线有许多尖峰，则用折线来表征这条曲线会变得更困难。 严酷度仍需按照5.3所述的因子来处理。 附录B描述了平滑和减少频率断点数量的方法，以便得到的加速度谱密度谱（ASD谱）适用于现代 数字振动控制系统。

表A.15条随机振动假设曲线的示例

表A.25条假设曲线的计算结果

附录B （资料性附录） 环境描述谱的平滑和包络方法

图B.1给出了从实验室模拟结构响应数折 算所得的95/50NTL包络线。附录A仅示范了包 公频率点的几条曲线的NTL过程，有

图B.1数据的95/50NTL包络线

B.1中的数据可以使用1、1/3、1/6或1/12倍频程进行倍频程平均。结果表明建筑软件、计算，1/3倍频程平均 点数量能够与整体形状形成最佳匹配

a）取平均带宽内的最大值； b）取平均带宽内的平均值。 用方法b)得到的1/3倍频程包络线的加速度均方根值非常接近于原始数据，参见图B.2

图B.295/50NTL包络数据，包括1/3倍频程平均数据

1/3倍频程包络线采用标准斜率更有利。图B.3中的斜率是12dB/oct的倍数，例如一24、一12 24。在峰谷间动态范围较小的折线可视情采用3或6dB/oct的倍数。选择的值宜与环境描述 确说明。

B.5包络线和NTL曲线的比较

航空标准图B.3标准斜率1/3倍频程平均

3.5.1图B.4给出了按照5.2的包络线与按照5.3方法的不同置信度下的NTL曲线的比较。从图中 可清楚看到，用加速度均方根值表示的总振动能量随着置信度增加而显著增加。 B.5.2从量值和动态范围角度来看，所得的结果可能与预期数据不一致。但是，它清晰地演示了处理 过程以及某些参数的选择所产生的影响。 B.5.3为得到以下曲线，在相关规范中最少宜给出但不限于下列参数： 所采用的方法，包络线法或NTL曲线法； b） NTL曲线，选取的β和量值，例如95/50； ） 曲线平滑方法，推荐1/3倍频程平均； d） 平均方法，平均带宽内的平均值或最大值；

.4包络线和NTL曲线（含不同正态容差因子C