3-29 振动环境试验仿真平台中试验再现系统的设计与实现

彭 芳 唐定勇 曾 敏 王 宇

　　鉴于振动环境适应性评估在武器工程研制中的重要性，振动环境试验仿真平台拟对振动环境工程中的建模技术、试验再现技术、模型修正技术及计算机仿真、集成技术进行研究，为工程决策、设计和试验提供一个能基本模拟振动环境试验的工程仿真系统平台，以提高振动环境工程试验的工作效率、试前的预示能力、试后的分析能力并降低试验风险。

　　振动环境试验仿真平台的试验再现系统，是提供仿真计算结果数据、振动试验测量真实数据的管理和再利用的可视化功能的重要组成部分。它以振动环境试验平台中的数据为可视化对象，实现试验测试数据和仿真计算数据在同平台上的分析、比较、管理及再利用，充分利用可视化技术、图像图形处理技术、多媒体技术等前沿技术，进行数据再现系统的工程仿真，同时将试验再现系统的数据处理、分析过程形象、逼真、直观地再现出来，为试验人员提供真实分析的依据。

　　仿真平台中数据真实再现程度，是对仿真计算与试验结果可信度的衡量，这主要取决于数据处理算法。对应仿真计算，响应数据就是各节点的加速度响应谱，它已经是频域数据，随机激励时，数据形式是加速度功率谱密度（PSD）。对于这类数据，可以进行的处理有：计算位移PSD、计算速度PSD、计算加速度均方根、找峰值、找谷值、相干函数、传递函数等。正弦扫频激励时，数据形式是加速度频率响应函数。对于这类数据，可以进行的处理有：计算速度频率响应函数、计算位移频率响应函数、找峰值、找谷值、传递函数、放大倍数等。对于真实试验，数据形式是响应的时域波形。对正弦试验进行的处理有：波形观察、计算频谱（A，V，D）、均方根值、概率密度、自相关、互相关等。对于随机试验，可以进行的处理有：波形观察、计算PSD（A，V，D）、均方根值、概率密度、自相关、互相关、传递函数等。

　　试验再现系统主要包含3个功能：通道处理、实验数据处理、实验过程回放。通道处理主要针对振动试验测量真实数据进行处理，完成数据的入库操作。实验数据处理功能主要有：在新的图形窗口中叠加来自Ideas（经过数据处理模块）、DP550、仿真计算数据；在当前图形窗口叠加来自Ideas(经过数据处理模块)、DP550、仿真计算数据及对当前图形窗口中的所有数据进行统计分析（多种误差分析方法，统计RMS，最大最小值，均值等，提供量级映射算法，并可进行图形、数据等多种形式的输出）。试验过程回放主要包括：控制界面与试件振动回放、实验图片浏览、虚拟装配播放等多媒体播放功能。

　　振动环境试验仿真平台中数据再现系统不仅实现了对试验数据和仿真计算数据分别进行处理、变换、分析、管理及再利用的功能，同时提供对两种数据进行比较、分析、误差分析和利用两种结果进行映射、自动生成振动试验报告等功能，为产品试验人员、产品设计人员开展产品性能分析、试验分析等工作提供了通用、直观、方便的集成环境，为此该系统具有极大的实际应用价值。