(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の衝撃応答スペクトル（ＳＲＳ）（２０８）を有する発火衝撃を模擬するシステム（１０）であって、該システム（１０）は：
前記所望のＳＲＳ（２０８）を表わす瞬時の信号波形を増幅するように構成される電力パワーアンプ（２８）であって、前記所望のＳＲＳ（２０８）は、異なる周波数での前記瞬時の信号のスペクトルを表す、電力パワーアンプ（２８）と、
前記増幅信号波形に応答して衝撃パルス（５４）を発生させるように構成される加振機（４０）と、
前記加振機（４０）に取り付けられる共振梁（１０２）であって、前記衝撃パルス（５４）を増幅するように構成される、前記共振梁（１０２）と、を備える、システム（１０）。
【請求項２】
前記所望のＳＲＳ（２０８）は、折れ曲がり周波数（２１６）と、そして該折れ曲がり周波数（２１６）に対応する加速度と、を有し、そして
前記共振梁（１０２）は、該共振梁（１０２）上の少なくとも１つの位置が、前記折れ曲がり周波数（２１６）に対応する前記加速度に略等しい絶対最大加速度を有する模擬ＳＲＳ（２１８）を示すように構成される、請求項１に記載のシステム（１０）。
【請求項３】
前記加振機（４０）は基準軸（５６）を有し、
前記衝撃パルス（５４）の伝搬方向は、前記基準軸（５６）に略平行な方向に沿って設定され、そして
前記共振梁（１０２）は、前記基準軸（５６）に略平行な方向に向いた長軸（１０４）を有する軸方向梁（１１０）を含み、該軸方向梁（１１０）は、前記長軸（１０４）に平行な方向に測定される高さｈＡ、及び前記長軸（１０４）と直交する方向に測定される幅ｗＡを有し、そして前記高さｈＡは前記幅ｗＡよりも大きい、請求項１に記載のシステム（１０）。
【請求項４】
前記加振機（４０）は基準軸（５６）を有し、
前記衝撃パルス（５４）の伝搬方向は、主に前記基準軸（５６）に平行な方向に沿って設定され、そして
前記共振梁（１０２）は、前記基準軸（５６）に略直交する方向に向いた長軸（１０４）を有する架設梁（１２０）を含む、請求項１に記載のシステム（１０）。
【請求項５】
前記加振機（４０）は、外周面を有するアーマチュア（５０）を有し、
前記架設梁（１２０）は、両側の梁端部（１２２）を有し、そして
前記架設梁（１２０）は、前記長軸（１０４）と直交する方向に測定される高さｈＴ、及び前記長軸（１０４）に平行な方向に測定される幅ｗＴを有し、そして
前記幅ｗＴは前記高さｈＴよりも大きく、前記幅ｗＴは、前記梁端部群（１２２）のうちの少なくとも一方の梁端部が前記アーマチュア（５０）の外周面を超えて延出するような幅である、請求項４に記載のシステム（１０）。
【請求項６】
前記加振機（４０）は基準軸（５６）を有し、前記加振機（４０）の方向は、前記基準軸（５６）が略水平になるように設定され、
前記共振梁（１０２）はＬ字梁（１３０）を含み、該Ｌ字梁（１３０）は：
前記加振機（４０）に取り付けられ、かつ前記基準軸（５６）に略平行な方向に向いた長軸（１０４）を有する軸方向梁（１１０）であって、該軸方向梁（１１０）が、梁支持体（１３８）上に摺動可能に支持される、前記軸方向梁（１１０）と、
前記軸方向梁（１１０）から外側に側方に延出する側方部材（１３２）と、を含む、請求項１に記載のシステム（１０）。
【請求項７】
所望の衝撃応答スペクトル（ＳＲＳ）（２０８）を有する発火衝撃を模擬する方法であって、該方法は：
衝撃パルス（５４）を、加振機に取り付けられる共振梁（１０２）を有する加振機（４０）を用いて発生させるステップと、
前記衝撃パルス（５４）に応答して、前記共振梁（１０２）を励振するステップと、
前記共振梁（１０２）が励振されると、前記衝撃パルス（５４）を、前記共振梁（１０２）上の少なくとも１つの位置において増幅して、前記少なくとも１つの位置が、前記所望のＳＲＳ（２０８）に略等しい模擬ＳＲＳ（２１８）を示すようにするステップであって、前記所望のＳＲＳ（２０８）は、異なる周波数での瞬時の信号のスペクトルを表す、ステップと、を含む、方法。
【請求項８】
前記所望のＳＲＳ（２０８）は、折れ曲がり周波数（２１６）と、そして該折れ曲がり周波数（２１６）に対応する加速度と、を有し、前記衝撃パルス（５４）を増幅する前記ステップでは：
前記衝撃パルス（５４）を増幅して、前記模擬ＳＲＳ（２１８）が、前記折れ曲がり周波数（２１６）に対応する前記加速度に略等しい絶対最大加速度を有するようにする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記衝撃パルス（５４）を増幅する前記ステップでは：
前記衝撃パルス（５４）を増幅して、前記共振梁（１０２）上の少なくとも１つの位置が、約５０００Ｇ超の絶対最大加速度を有する模擬ＳＲＳ（２１８）を示すようにする、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記衝撃パルス（５４）を増幅する前記ステップでは：
前記衝撃パルス（５４）を増幅して、前記共振梁（１０２）上の少なくとも１つの位置が、約２０，０００Ｇ超の絶対最大加速度を有する模擬ＳＲＳ（２１８）を示すようにする、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記衝撃パルス（５４）を増幅する前記ステップでは：
前記衝撃パルス（５４）を増幅して、前記共振梁（１０２）上の少なくとも１つの位置が、約１００ｋＨｚ超の加速度応答を有する模擬ＳＲＳ（２１８）を示すようにする、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
更に：
前記衝撃パルス（５４）の伝搬方向を、前記加振機（４０）の基準軸（５６）に沿って設定するステップと、
前記共振梁（１０２）を、前記基準軸（５６）に略平行な方向に向く長軸（１０４）を有する軸方向梁（１１０）として構成するステップと、を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
更に：
前記衝撃パルス（５４）の伝搬方向を、前記加振機（４０）の基準軸（５６）に沿って設定するステップと、
前記共振梁（１０２）を、前記基準軸（５６）と略直交する方向に向く長軸（１０４）を有する架設梁（１２０）として構成するステップと、を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
前記衝撃パルス（５４）の伝搬方向を、前記加振機（４０）の基準軸（５６）に沿って設定し、そして
前記共振梁（１０２）をＬ字梁（１３０）として構成し、該Ｌ字梁（１３０）は：
前記加振機（４０）に取り付けられ、かつ前記基準軸（５６）に略平行な方向に向く長軸（１０４）を有する軸方向梁（１１０）と、
前記軸方向梁（１１０）から外側に側方に延出する側方部材（１３２）と、を含む、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は概して、衝撃試験に関するものであり、更に詳細には、被試験部品または試験供試体における高強度の発火衝撃を模擬するシステム及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通信衛星のような宇宙船には、幾つかの離散的な衝撃事象が軌道への打ち上げ時に発生する可能性がある。例えば、打ち上げロケットに搭載される宇宙船は衝撃を、ブースタを打ち上げロケットから切り離しているときに、そして打ち上げロケットを切り離しているときに受ける虞がある。一旦、宇宙船を軌道に乗せると、宇宙船は衝撃を、宇宙船を打ち上げロケットから切り離しているときに、そして太陽電池パネルのような補助システムを配備しているときに受ける虞がある。
【０００３】
発火材料または爆発材料は、宇宙打ち上げ機に極めて広く用いられて、上述の切り離し作業、及び配備作業を容易にしている。切り離し事象または配備事象が発生しているときの爆発エネルギーの放出によって、極めて短いパルス幅、及び極めて大きい振幅の衝撃パルスが発生する可能性がある。例えば、衝撃パルスは、５０マイクロ秒からせいぜい２０ミリ秒程度のパルス幅しか持たない。更に、衝撃パルスは、最大１，０００，０００Ｈｚの周波数範囲、及び最大３００，０００ｇ（加速度：ガル）のピーク振幅（例えば、加速度）を持つ可能性がある。このような極めて高い強度の衝撃パルスは、宇宙船及び打ち上げロケットに搭載することができる高感度の部品及び計器に伝達される。
【０００４】
このような部品が確実に、打ち上げ時の高強度衝撃パルスに耐える能力を備えるようにするために、個々の部品に対して通常、実験室環境または他の被制御環境において証明試験を実施する。証明試験中、部品は、供用環境において（例えば、打ち上げロケットにおいて）発生すると予測される発火衝撃を模擬した衝撃パルスを受ける。模擬対象の発火衝撃は通常、特定の、または所望の衝撃応答スペクトル（ｓｈｏｃｋ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ：ＳＲＳ）を用いて特徴付けられる。所望のＳＲＳは、発火衝撃に対する模擬システム構造、または実際のシステム構造の応答（例えば、加速度）を、実際の火薬を使用して測定することにより創り出すことができる。例えば、打ち上げロケットの積載品の取付用アタッチメントに取り付けられる通信衛星に伝達される発火衝撃を表わす所望のＳＲＳを創り出すことができる。所望のＳＲＳは、一連の飛行段階で生じる全ての発火衝撃（群）を複合した波の包絡線を表わすことができる。例えば、所望のＳＲＳは、ロケットモータを打ち上げロケットから切り離しているときに発生する衝撃、フェアリングを打ち上げロケットから切り離しているときに発生する衝撃、火薬を詰め込んだボルトカッターを作動させて、衛星を積載品の取付用アタッチメントに固定するクランプバンドを解除して、衛星を打ち上げロケットから切り離すことができるようにしているときに発生する衝撃、及び他の衝撃事象を含むことができる。
【０００５】
部品の証明試験時の発火衝撃を模擬する既存のシステム及び方法では、計量済み火薬を実験環境において使用する。火薬は、部品の取り付け先の、または質点系振動モデルで表わされる部品の取り付け先の構造物に取り付けることができる。火薬は、衝撃パルスを発生させて、所望のＳＲＳを複製した加速度応答を構造物に発生させるために爆発させることができる。残念なことに、このような方法を用いて発生させる衝撃パルスは、計量済みの火薬（すなわち、爆発）充填物に含まれる潜在エネルギーを定量化することが難しいので、不正確になってしまう。更に、実際の火薬から発生する衝撃パルスは制御するのが難しく、多大な時間を要する試験を、異なる量の実際の火薬を用いて、所望のＳＲＳの許容限界値に収まる加速度応答が得られるまで試行錯誤しながら繰り返すことになる。
【０００６】
更に、所望のＳＲＳは、周波数成分が変化する幾つかの異なる衝撃事象による波の包絡線を表わすことができるので、実際の火薬を用いて試験すると、試験供試体を過剰に試験することになって、損傷が高価な試験金具に生じ、そして金具の不良解析、及び修理、改修、または再設計が必要となり、続いて再試験することになる。火薬の量を減らして過剰に試験するのを回避すると、衝撃振幅が、証明試験で指定される振幅値よりも小さくなるような試験供試体の試験不足になってしまう。証明試験のための爆発材料の使用に関連する別の不具合は、極めて入念な測定が、これらの材料を安全に扱い、そして保管するために必要となることである。
【０００７】
発火衝撃を模擬する既存のシステムでは更に、機械的衝撃を用いて衝撃パルスを、被試験部品の取り付け先の構造物に発生させることができる。残念なことに、機械的衝撃法からは、所望の加速度を構造物において、機械的衝撃ごとに正確に再現するという非常に困難な解決課題が投げかけられる。更に、機械的衝撃法によって、残留振動または残留衝撃応答が構造物に、１次衝撃パルスの終了時に発生する。このような残留振動は、上記とは異なり、実際の飛行構造物には、実際の飛行構造物において発現可能な衝撃の吸収作用、制振作用、減衰作用、または分散作用により発生しない可能性がある。この点に関して、衝撃法において発生するこのような残留振動によって、発火衝撃を模擬する試験が不正確になる。
【０００８】
以上のことから分かるように、この技術分野においては、高強度の発火衝撃を、周波数成分が変化する幾つかの異なる衝撃事象による波の包絡線を表わす所望のＳＲＳを使用して正確に模擬するシステム及び方法が必要になる。更に、この技術分野においては、極めて再現性良く正確に制御することができ、かつコストを低く抑えることができる高強度の発火衝撃を模擬するシステム及び方法が必要になる。
【発明の概要】
【０００９】
高強度の発火衝撃を模擬する際の上記必要性については、本開示によって具体的に対処することができ、そして軽減することができ、本開示は１つの実施形態では、発火衝撃を模擬するシステムを提供する。前記システムは、電力パワーアンプと、加振機と、そして共振梁と、を含むことができる。前記電力パワーアンプは、所望の衝撃応答スペクトル（ＳＲＳ）を表わす瞬時の信号波形を増幅するように構成することができる。前記加振機は、前記増幅信号波形に応答して衝撃パルスを発生させるように構成することができる。前記共振梁は、前記加振機に取り付けることができ、そして前記衝撃パルスを増幅するように構成することができる。
【００１０】
別の実施形態では、開示されるのは、少なくとも１つの折れ曲がり周波数及び許容幅を有する所望の衝撃応答スペクトル（ＳＲＳ）により表わされる発火衝撃を模擬するシステムである。前記システムは、前記所望のＳＲＳを表わす瞬時の信号波形を増幅するように構成される電力パワーアンプを備えることができる。前記システムは更に、アーマチュア及び基準軸を有する動電型加振機を含むことができる。前記加振機は、前記増幅信号波形に応答して衝撃パルスを発生させるように構成することができる。前記衝撃パルスの伝搬方向は、前記基準軸に略平行な方向に設定することができる。前記システムは更に、前記アーマチュアに取り付けることができる共振梁を含むことができる。前記共振梁は、前記衝撃パルスを増幅して、前記共振梁上の少なくとも１つの位置が、前記折れ曲がり周波数における加速度に略等しい絶対最大加速度を有するように構成することができる。
【００１１】
更に開示されるのは、所望の衝撃応答スペクトル（ＳＲＳ）を有する発火衝撃を模擬する方法である。前記方法は、衝撃パルスを、加振機に取り付けられる共振梁を有する加振機を用いて発生させるステップを含むことができる。前記方法は更に、前記衝撃パルスに応答して、前記共振梁を励振するステップを含むことができる。前記方法は更に、前記共振梁が励振されると、前記衝撃パルスを、前記共振梁上の少なくとも１つの位置において増幅するステップを含むことができる。
【００１２】
別の実施形態では、開示されるのは、発火衝撃を模擬する方法である。前記発火衝撃は、折れ曲がり周波数と、そして該折れ曲がり周波数に対応する加速度と、を含む所望の衝撃応答スペクトル（ＳＲＳ）を有することができる。前記方法は、前記所望のＳＲＳを表わす瞬時の信号波形を生成するステップと、そして前記信号波形を増幅するステップと、を含むことができる。前記増幅信号波形は、加振機に取り付けられる共振梁を有する動電型加振機に印加することができる。前記方法では、前記増幅信号波形に応答して、衝撃パルスを前記加振機の位置で発生させることができる。前記衝撃パルスの伝搬方向は、前記基準軸に略平行な方向に設定することができる。前記方法では更に、前記衝撃パルスを発生させると、前記共振梁を励振し、そして前記共振梁が励振されると、前記衝撃パルスを前記共振梁で増幅させることができる。
【００１３】
前記方法では更に、前記衝撃パルスが増幅されると、前記共振梁上の１つの位置における最大加速度を測定し、そして模擬ＳＲＳを、前記測定最大加速度に基づいて計算することができる。前記方法では更に、少なくとも１つの試験変数を、前記模擬ＳＲＳの絶対最大加速度が、前記折れ曲がり周波数に対応する加速度に略等しくなるまで調整することができる。前記試験変数は、前記加速度が測定される前記共振梁上の位置を調整する変数を含むことができる。前記試験変数は更に、前記共振梁の構成を調整する変数を含むことができる。
【００１４】
説明してきた特徴、機能、及び利点は、本開示の種々の実施形態において個別に達成することができる、または更に他の実施形態において組み合わせることができ、これらの実施形態に関する更なる詳細は、以下の記述及び図面を参照することにより理解することができる。
【００１５】
本開示のこれらの特徴、及び他の特徴は、同様の参照番号が図面全体を通じて同様の構成要素を指すこれらの図面を参照することにより一層明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、試験供試体内の発火衝撃を模擬するシステムの１つの実施形態の模式図を示しており、当該システムは、加振機と、そして加振機によって発生させる衝撃パルスを増幅する共振梁と、を含む。
【図２】図２は、共振梁が軸方向梁として構成されるシステムの１つの実施形態の斜視図である。
【図３】図３は、図２の３−３線に沿ってシステムを上面から見たときの図であり、加振機に取り付けられる軸方向梁を示している。
【図４】図４は、図３の４−４線に沿ってシステムを側面から見たときの図であり、軸方向梁に加わる衝撃パルスを示している。
【図５】図５は、図３の５−５線に沿ってシステムを側面から見たときの図であり、軸方向梁の高さが軸方向梁の幅よりも大きい様子を示している。
【図６】図６は、共振梁が架設梁として構成されるシステムの１つの実施形態の斜視図である。
【図７】図７は、図６の７−７線に沿ってシステムを上面から見たときの図であり、加振機に取り付けられる架設梁を示している。
【図８】図８は、図７の８−８線に沿ってシステムを側面から見たときの図であり、架設梁に加わる衝撃パルスを示している。
【図９】図９は、図７の９−９線に沿ってシステムを側面から見たときの図であり、架設梁の幅が架設梁の高さよりも大きい様子を示している。
【図１０】図１０は、共振梁が、軸方向梁及び側方部材を含むＬ字梁として構成されるシステムの１つの実施形態の斜視図である。
【図１１】図１１は、図１０の１１−１１線に沿ってシステムを上面から見たときの図であり、加振機に取り付けられるＬ字梁、及び方形管状部材として図示される側方部材を示している。
【図１２】図１２は、図１１の１２−１２線に沿ってシステムを側面から見たときの図であり、梁支持体上に摺動可能に支持されるＬ字梁を示している。
【図１３】図１３は、図１１の１３−１３線に沿ってシステムを側面から見たときの図であり、梁支持体上に摺動可能に支持されるＬ字梁、及び軸方向梁に加わる衝撃パルスを示している。
【図１４】図１４は、図２〜５に図示される構成と同様の構成において、第１衝撃パルスが加わったときの軸方向梁の加速度時間履歴をプロットしたものである。
【図１５】図１５は、図１４の加速度時間履歴に基づく模擬ＳＲＳである。
【図１６】図１６は、図１４〜１５のプロットに示される第１衝撃パルスと同様の第２衝撃パルスを受ける軸方向梁の加速度時間履歴をプロットしたものである。
【図１７】図１７は、第２衝撃パルスに関連し、かつ図１６の加速度時間履歴に基づく模擬ＳＲＳであり、図１５に示す第１衝撃パルスに関連する模擬ＳＲＳと極めて良く一致している様子を示している。
【図１８】図１８は、図２〜５の軸方向梁のベース部分で測定され、かつベース部分において約１２５０ｇの測定最大加速度を有する加速度時間履歴をプロットしたものである。
【図１９】図１９は、図１８の加速度時間履歴に基づく模擬ＳＲＳであり、ベース部分における約２９５１ｇの絶対最大加速度を示している。
【図２０】図２０は、図２〜５の軸方向梁の自由端で測定され、かつ自由端において約２７８４ｇの測定最大加速度を有する加速度時間履歴をプロットしたものである。
【図２１】図２１は、図２０の加速度時間履歴に基づく模擬ＳＲＳであり、自由端における約６１３９ｇの絶対最大加速度を示している。
【図２２】図２２は、図１０〜１３に図示される形態と同様のＬ字梁形態の加速度時間履歴であって、約１３，３３２ｇの測定最大加速度を有する加速度時間履歴をプロットしたものである。
【図２３】図２３は、図２２の加速度時間履歴に基づく模擬ＳＲＳであり、Ｌ字梁の絶対最大加速度が約３０，８８０ｇであることを示している。
【図２４】図２４は、図１０〜１３に図示される形態と同様のＬ字梁形態の加速度時間履歴であって、約１１，１４６ｇの測定最大加速度を有する加速度時間履歴をプロットしたものである。
【図２５】図２５は、図２４の加速度時間履歴に基づく模擬ＳＲＳであり、Ｌ字梁の絶対最大加速度が約５０，６４１ｇであることを示している。
【図２６】図２６は、試験供試体内の発火衝撃を模擬するシステムにおいて実行することができる１つ以上の操作を含む方法の１つの実施形態を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、図示が、本開示の好適な種々の実施形態を例示するために行なわれる図面を参照するに、図１に図示されるのは、発火衝撃を模擬するシステム１０の１つの実施形態の図である。システム１０は、動電型加振機４０と、そして加振機４０に取り付けられて、加振機４０によって発生させる衝撃パルス５４を増大させる共振梁１０２と、を備えることができる。この衝撃パルスは、増幅済みの瞬時の信号波形が加振機４０に電力パワーアンプ２８により供給されるときに、発生させることができる。有利な点として、機械的な利点が共振梁１０２により得られるので、正確に制御される高強度の衝撃を、共振梁１０２に取り付けられる試験供試体１５０に加えることができる。
【００１８】
図１に示すように、システム１０は、パルス信号発生装置１２を含むことができ、このパルス信号発生装置１２は、所望の振幅及び時間長を持つ瞬時の信号波形を生成して、加振機４０によって発生させる衝撃パルス５４の所望のパルス形状を実現するように構成される。瞬時信号は、発火衝撃を模擬するために望ましい、マイクロ秒〜ミリ秒のオーダーの時間長を持つことができる。１つの実施形態では、瞬時信号は、２０ミリ秒未満の時間長を持つことができるが、瞬時信号は、任意の時間長を持つように供給することができる。瞬時信号は、これらには限定されないが、正弦波、ノコギリ波、方形波、三角波、及び他の波形、または複数波形の組み合わせを含む多種多様な異なる波形で供給することができる。
【００１９】
信号調整装置１４をシステム１０に含めることにより、信号発生装置１２により生成される瞬時の信号波形を整形するか、または操作することができる。信号調整装置１４はアナログフィルタ１６を含むことができ、このアナログフィルタ１６は、スライダー（例えば、可変抵抗）を有する１／３オクターブフィルタとして構成することにより、信号の振幅を１／３オクターブ周波数間隔で、または他の周波数間隔で調整することができる。信号調整装置１４は更に、デジタルフィルタ１８を含むことができ、このデジタルフィルタ１８は、瞬時の信号波形をアナログフィルタ１６から受信することができる。デジタルフィルタ１８は、１／３オクターブデジタルフィルタ１８として構成することができるが、このデジタルフィルタ１８により、瞬時信号を、１／３オクターブ増分ではなく、異なる周波数増分で調整することができる。
【００２０】
デジタルフィルタ１８は、デジタルスライダー（図示せず）を含むことができ、これらのデジタルスライダーは、デジタルフィルタ１８に接続することができるホストコンピュータ２０のディスプレイに表示することができる。このように、デジタルフィルタ１８によって、瞬時信号の出力レベルの操作、または異なる周波数での瞬時信号のスペクトルの整形が容易になる。例えば、デジタルフィルタ１８によって、瞬時信号出力レベルを１つ以上の周波数で１／４ｄＢずつ増加させていくことにより、衝撃パルス５４の形状を制御する手段として調整することができる。ホストコンピュータ２０は、所定の瞬時信号スペクトルの設定を保存する手段となることにより、後の時点で当該設定を呼び出し、そして使用することができる。信号調整装置１４は、信号増幅器として機能することができ、そして瞬時信号の利得を、１／２ｄＢずつ増加させる、または他の適切な増分ずつ増加させるように調整する手段となることができる。
【００２１】
この点に関して、信号調整装置１４は、加振機４０によって発生させる衝撃パルス５４のダイナミックレンジを大きくする手段となることができる。更に、アナログフィルタ１６及びデジタルフィルタ１８の調整可能性は、共振梁１０２の衝撃応答スペクトル（ＳＲＳ）を制御して、共振梁１０２のＳＲＳを非常に狭い許容幅に収まるように維持することにより、試験装置に対する過剰な試験を最小限に抑えるか、または防止する手段となる。このように、信号調整装置１４は、衝撃試験の精度、制御性、及び再現性を向上させる。
【００２２】
図１を参照し続けると、システム１０は更に、制御ユニット２２を含むことができ、この制御ユニット２２は、パワーアンプ２８に接続することができ、そして瞬時の信号波形をデジタルフィルタ１８から受信することができる。制御ユニット２２は、瞬時の信号波形の比較的高い周波数をクリッピングする処理を容易にするように構成することができる。更に、制御ユニット２２は、瞬時の信号波形を平滑処理して、瞬時の信号波形の振幅が急峻または急激に直線的に増加する状態で生じるようなパワーアンプ２８または加振機４０の遮断（すなわち、非作動状態）を防止するように構成することができる。
【００２３】
オッシロスコープまたは類似の装置のような電圧監視装置３０を更に、任意であるが、システム１０に含めることができる。監視装置３０は、ミキサ／クリッパーまたはマスターゲインコントロール２４に接続することができ、そしてパワーアンプ２８に送信される瞬時信号の電圧の振幅を目視で監視する手段となることができる。監視装置３０によってユーザは、瞬時信号の波形、及びパワーアンプ２８に送信される電圧レベルを監視することができる。このように、ユーザは、瞬時信号を必要に応じて調整することにより、過剰電力がパワーアンプ２８に供給されるのを防止し、そして過剰な試験を防止することができる。
【００２４】
システム１０に更に含まれるのは、電力パワーアンプ２８であり、この電力パワーアンプ２８は、直流電流発生装置２６を含むことにより、直流電流を加振機４０のフィールドコイル４８に供給することができる。直流電流は、加振機４０の可動駆動コイルまたは可動アーマチュア５０を取り囲む静磁界を生成することができる。１つの実施形態では、直流電流発生装置２６は、最大約３００アンペア以上の直流電流を生成するように構成することができる。更に、パワーアンプ２８は、瞬時の信号波形を増幅することができ、そして交流電流をアーマチュア５０に供給して、アーマチュア５０を、交流電流の周波数及び振幅に一致するように、加振機４０の基準軸５６に沿って軸方向に移動させることができる。１つの実施形態では、パワーアンプ２８は、最大約５００アンペア以上の交流電流を生成することができる。パワーアンプ２８は好適には、瞬時信号を、歪みを最小限に抑えて増幅するように構成することができる。
【００２５】
図１に示すように、加振機４０は、パワーアンプ２８に通信可能に接続することができる。加振機４０は、コンクリート床４４のような非常に大きい質量を有する高剛性非可動面に取り付けられる一対の支柱４２により支持することができる。加振機４０は、これらの支柱４２に、加振機４０と支柱４２との間に加振機４０の各側で延在する一対のトラニオン４６を介して回動可能に取り付けることができる。有利な点として、加振機４０を回動可能に取り付けると、加振機４０及び試験用固定具１０を異なる向き、及び位置に調整して、以下に説明するように、異なる応答を共振梁に発生させることが容易になる。加振機４０は、アーマチュア５０を取り囲むことができるフィールドコイル４８を含む。アーマチュア５０は、パワーアンプ２８により生成される増幅信号波形が印加されると、加振機４０の基準軸５６に沿って軸方向に移動することができる。
【００２６】
試験用固定具１０は、加振機４０に取り付けられる共振梁１０２を備えることができる。共振梁１０２は、アーマチュア５０にじかに取り付けられるベース部分１０６を有することにより、共振梁１０２及びアーマチュア５０が一斉に移動することができる。有利な点として、共振梁１０２は、衝撃パルス５４を、以下に更に詳細に説明するように、共振梁１０２を励振して１つ以上の共振モードで振動させることにより増幅するように構成される。例えば、共振梁１０２は、主として縦振動モード、曲げ振動モードまたは屈曲振動モード、及び／又はねじれ振動モード、或いは他のモード、または上に挙げたモードの組み合わせで共振するように構成することができる。共振梁１０２の共振モードまたは励振モードは、以下に説明するように、共振梁１０２の幾何学形状の構成、及び加振機４０上の共振梁１０２の向き、及び配置によって変わるようにすることができる。
【００２７】
試験供試体１５０は、共振梁１０２に、衝撃パルス５４の所望の増幅率を生成する位置で取り付けることができる。１つの実施形態では、衝撃パルス５４の増幅率は、少なくとも１つの位置において、共振梁１０２が、共振梁１０２のベース部分１０６における測定最大加速度２０６よりも大きい測定最大加速度２０６を示すような増幅率であることが好ましい。１つの実施形態では、共振梁１０２は、共振梁１０２上の少なくとも１つの位置が、所望のＳＲＳ２０８（図１５）と略同様の模擬ＳＲＳ２１８（図１５）を示すように構成されることが好ましい。好適な実施形態では、共振梁１０２は、共振梁１０２上の少なくとも１つの位置が、所望のＳＲＳ２０８の折れ曲がり周波数２１６（図１５）に対応する加速度に略等しい絶対最大加速度を持つように構成される。ＳＲＳの折れ曲がり周波数２１６は、発火衝撃時の供用環境（すなわち、構造物）の卓越周波数に対応する。
【００２８】
所望のＳＲＳ２０８（図１５）は、実際の供用環境における実際の火薬（図示せず）による発火衝撃に応答する加速度を表わすことができる。例えば、所望のＳＲＳ２０８は、実際の火薬による発火衝撃に対する実際の飛行構造物、または模擬飛行構造物（図示せず）の応答を表わすことができ、この応答は、供試体（例えば、部品またはサブアセンブリ）の実際の取り付け位置の近傍で測定される。所望のＳＲＳ２０８は、実際の火薬による発火衝撃を受ける供用環境の加速度時間履歴２００（図１４）に基づいて生成することができる。更に詳細には、所望のＳＲＳ２０８は、加速度時間履歴２００の測定最大加速度２０６（図１４）から計算することができる。所望のＳＲＳ２０８は通常、許容幅２１４（図１５）で指定される。図１５に示すように、許容幅２１４は、プログラム要求に基づいて決定することができる上限値２１４ａ及び下限値２１４ｂ（例えば、＋／−３ｄＢ，＋／−６ｄＢ，＋９／−６ｄＢ）を含む。
【００２９】
所望のＳＲＳ２０８（図１５）は、衝撃パルスの過酷さの指標、または衝撃パルスが、各バネ系が異なる共振周波数を持つ複数の１自由度質量バネ系（図示せず）に与える可能性があるダメージの指標を表わす。所望のＳＲＳ２０８は最大絶対加速度応答として表現することができ、この最大絶対加速度応答は、マキシマックス基準（ｍａｘｉｍａｘ）と表記され、そして正の最大加速度、及び負の最大加速度の両方の最大値として定義される。所望のＳＲＳ２０８の計算は、通常は５パーセントである選択制振比に基づいて行なわれるが、所望のＳＲＳ２０８は、異なる制振比を用いて求めることもできる。所望のＳＲＳ２０８は、衝撃試験装置に試験仕様として供給され、この試験仕様に従って、試験供試体１５０（すなわち、部品またはサブアセンブリ）が、開発試験、強度証明試験、飛行許可試験のような１つ以上の目的で、または他の目的で供されることになる。
【００３０】
図１を参照し続けると、システム１０は加速度センサ６０を含むことができ、この加速度センサ６０は、共振梁１０２に、試験供試体１５０に極めて近接して取り付けられて、１つの位置における共振梁１０２の衝撃応答または加速度応答を測定し、記録し、そして／または保存することが好ましい。加速度センサ６０は加速度計６２を備えることができるが、加速度センサ６０は、別の実施形態では、これらには限定されないが、歪みゲージ、速度計、変位測定計、レーザ速度計、または他の加速度測定装置を含むように構成することができる。加速度計６２は、圧電加速度計またはピエゾ抵抗加速度計とすることができる。加速度計６２は、１軸加速度計として構成することができる。更に好適には、加速度計６２は、３つの相互に直交する軸の各軸の加速度を測定する３軸加速度計として構成される。この点に関して、１つ以上の３軸加速度計６２を共振梁１０２に、衝撃パルスの所望の増幅率を持つ、共振梁１０２上の複数位置を特定する作業の際に取り付けることができる。加速度計６２は共振梁１０２に、所望の増幅レベルを持つ共振梁１０２上の複数位置を特定した後の試験供試体１５０の衝撃試験中に取り付けることもできる。
【００３１】
試験供試体１５０には、衝撃試験を異なる目的に対応して加えることができる。証明試験の場合、試験供試体１５０には通常、試験供試体１５０の各軸（すなわち、ｘ、ｙ、ｚ）に対応して１方向（すなわち、＋／−）当たり３回の衝撃を加えて、合計で１８回の衝撃を加える。衝撃パルス５４を加えている間、試験供試体１５０の向きは、試験供試体１５０の有効軸（すなわち、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）が、図１では加振機４０の基準軸５６に略平行となっている衝撃パルス５４の方向に略平行になるように設定されることが好ましい。飛行許可試験の場合、試験供試体１５０に加える衝撃の量は、各軸（すなわち、ｘ、ｙ、ｚ）に対応して各方向（すなわち、＋／−）当たり１回の衝撃に減らして、合計で６回の衝撃に減らすことができるが、試験供試体１５０には任意の回数の衝撃を加えることができる。
【００３２】
図１を参照し続けると、システム１０は、共振３梁１０２に取り付けられる加速度センサ群６０により測定される加速度データを取得し、そして処理するデータ取得システム５８を含むことができる。１つの実施形態では、データ取得システム５８は信号調整装置６４を含むことができる。信号調整装置６４は電力を加速度センサ６０に供給することができ、そして加速度センサ６０の出力信号を増幅することができる。データ取得システム５８は更に、データ解析装置または衝撃応答スペクトル解析装置６６を含むことができ、当該解析装置は、衝撃パルスを共振梁１０２に加えた結果を視覚表示するディスプレイ６８を有することができる。衝撃応答スペクトル解析装置６６は、所定の位置における共振梁１０２の模擬ＳＲＳ２１８を表示することができる。このディスプレイでは、模擬ＳＲＳ２１８を、許容幅を持つ所望のＳＲＳに重ねて、発火衝撃を模擬する際の衝撃パルスの精度を視覚的に表示することができる。
【００３３】
図２〜５を参照するに、図示されるのは、共振梁１０２が軸方向梁１１０として構成されるシステム１０の１つの実施形態である。軸方向梁１１０は、ベース部分１０６及び自由端１３６と、そしてベース部分１０６と自由端１３６との間に延在する長軸１０４と、を有する。ベース部分１０６はアーマチュア５０に、例えばベース部分１０６をアーマチュア５０に機械的に締結することにより取り付けられるが、ベース部分１０６はアーマチュア５０に溶接するか、または別の方法で取り付けてもよい。例えば、軸方向梁１１０及びアーマチュア５０は、一体構造として形成してもよい。１つの実施形態では、ベース部分１０６はアダプタプレート１０８を含むことにより、アーマチュア５０への軸方向梁１１０の取り付けを容易にすることができる。ベース部分１０６は円盤形とすることができ、そしてアーマチュア５０の円形の形状とぴったり嵌まり合う形状に形成することができる。しかしながら、アダプタプレート１０８は、多種多様な別のサイズ及び形状のうちの任意のサイズ及び形状に設けることができる。ベース部分１０６が特定の構成であるかどうかに関係なく、軸方向梁１１０は、アーマチュア５０に取り付けられて、軸方向梁１１０及びアーマチュア５０が互いに、衝撃パルス５４の時間長に亘って継続的に接触したままの状態を保持し、そして衝撃パルス５４応答して単体として移動するようにすることが好ましい。
【００３４】
軸方向梁１１０の長軸１０４は、基準軸５６に略平行な方向に向けることができる。基準軸５６は、アーマチュア５０が軸に沿って移動する際の当該軸であり、そして衝撃パルス５４を主方向に沿って軸方向梁１１０に加える際の当該主方向である。１つの実施形態では、軸方向梁１１０の姿勢及び構成は、衝撃パルス５４によって軸方向梁１１０を励振して、主として縦振動励振モードで振動させるような姿勢及び形状とすることができるが、軸方向梁１１０を励振して、屈曲振動モードを含む他のモード群、またはモード群を組み合わせたモードで振動させてもよい。励振されると、軸方向梁１１０は波腹（図示せず）を、衝撃パルス５４の増幅を行なうことができる軸方向梁１１０の複数位置に有することができる。このような波腹位置によって、衝撃パルスエネルギーを大きくする、または増幅することができる。逆に、軸方向梁１１０は波節（図示せず）を、増幅率が下がる位置、または増幅が行なわれない位置に有することができる。このような波節位置によって、衝撃パルスエネルギーを吸収することができる。
【００３５】
試験供試体１５０は、軸方向梁１１０の任意の位置に、好ましくは、衝撃パルス５４の所望の増幅レベルが得られる位置に取り付けることができる。例えば、図２は、以下に更に詳細に説明するように、試験供試体１５０が、保持固定具１５４に、軸方向梁１１０の自由端１１２で取り付けられて、衝撃パルス５４を２倍以上増幅することができる様子を示している。軸方向梁１１０は、軸方向梁１１０に、試験供試体１５０に近接する位置で取り付けられる少なくとも１つの加速度計６２を含むことができる。別の加速度計６２を軸方向梁１１０に、ベース部分１０６に近接するように取り付けて、ベース部分１０６における加速度応答を測定することにより、試験供試体１５０の位置における軸方向梁１１０の加速度応答と比較することができる。
【００３６】
図３は、加振機４０のアーマチュア５０に取り付けられる軸方向梁１１０の上面図である。軸方向梁１１０が加振機４０の略中心に位置するものとして図示されているが、軸方向梁１１０は、加振機４０の中心からずれていてもよい。軸方向梁１１０は、軸方向梁１１０の幅ｗＡ（図４）の約１／２以下であることが好ましい厚さｔＡを有するが、軸方向梁１１０は、軸方向梁１１０の幅ｗＡ以下の厚さｔＡを有することができる。軸方向梁１１０は、図示の矩形断面のような直角形状断面を有することができる。しかしながら、軸方向梁１１０は方形断面（図示せず）を有することができる。更に、軸方向梁１１０は、任意の形状または構成の非矩形断面（図示せず）を有することができる。例えば、軸方向梁１１０は、軸方向梁１１０が円筒形になる円形断面（図示せず）のような、少なくとも部分的に湾曲させることができる断面を有することができる。この点に関して、軸方向梁１１０は、異なる増幅レベルを異なる位置で実現することができる多種多様な断面形状のうちの任意の断面形状となるように設けることができる。
【００３７】
図４は、加振機４０のアーマチュア５０に取り付けられる軸方向梁１１０の側面図である。軸方向梁１１０は、長軸１０４に平行に測定される高さｈＡ、及び長軸１０４に垂直に測定される幅ｗＡ（図４）を有する。１つの実施形態では、軸方向梁１１０の高さｈＡは、軸方向梁１１０の幅ｗＡよりも大きい。例えば、軸方向梁１１０の高さｈＡは幅ｗＡの少なくとも２倍とすることができる。別の実施形態では、高さｈＡは、幅ｗＡの約２〜５倍だけ大きくすることができるが、高さｈＡは、幅ｗＡの５倍超とすることもできる。
【００３８】
図５は、加振機４０のアーマチュア５０に取り付けられる軸方向梁１１０の別の側面図であり、試験供試体１５０が、軸方向梁１１０の自由端に取り付けられる保持固定具１５４に取り付けられる様子を示している。共振梁１０２の長軸１０４は、基準軸５６が軸方向梁１１０を貫通するように加振機４０の基準軸５６に位置合わせされるものとして図示されている。このような配置では、衝撃パルス５４を軸方向梁１１０に、軸方向梁１１０の荷重を偏心して支持することなく加えることができる。しかしながら、軸方向梁１１０を基準軸５６からずらして（図示せず）、軸方向梁１１０の励振を変化させることができ、そして軸方向梁１１０の増幅レベルを異ならせることができる。
【００３９】
図６〜９を参照するに、図示されるのは、共振梁１０２が、基準軸５６と略直交する方向を向く長軸１０４を持つ架設梁１２０として構成されるシステム１０の１つの実施形態である。架設梁１２０はベース部分１０６を有することができ、このベース部分１０６は、架設梁１２０がアーマチュア５０と境界を接する、またはアーマチュア５０に取り付けられる構成部分を含むことができる。１つの実施形態では、架設梁１２０のベース部分１０６は、上に説明した軸方向梁１１０と一体的に設けることができるアダプタプレート１０８と同様のアダプタプレート１０８を含むことができる。
【００４０】
架設梁１２０は、両側の梁端部１２２を有する。長軸１０４は、これらの梁端部１２２の間に延びている。試験供試体１５０は、これらの梁端部１２２のうちの一方の梁端部に取り付けられるものとして図示されている。しかしながら、試験供試体１５０は、これらの梁端部１２２の間の任意の位置に、かつ架設梁１２０の任意の表面に取り付けることができる。少なくとも１つの加速度計６２を架設梁１２０に取り付けて、当該位置における架設梁１２０の加速度応答を測定することができる。例えば、加速度計６２は架設梁１２０に、試験供試体１５０に近接する位置で取り付けることができる。別の加速度計６２を架設梁１２０に、ベース部分１０６の位置で取り付けて、ベース部分１０６における加速度応答を測定することにより、架設梁１２０上の別の位置における加速度応答と比較することができる。
【００４１】
図７は、システムの上面図であり、架設梁１２０が加振機４０の略中心に位置する様子を示している。架設梁１２０は、架設梁１２０の高さｈＴよりも小さくすることができる厚さｔＴを有することができる。１つの実施形態では、厚さｔＴは、架設梁１２０の高さｈＴ（図８）の約１／２以下とすることができるが、架設梁１２０は、任意の厚さｔＴに設けることができる。
【００４２】
図８は、加振機４０に取り付けられる架設梁１２０の側面図である。架設梁１２０は、長軸１０４に垂直に測定される高さｈＴ、及び長軸１０４に平行に測定される幅ｗＴを有することができる。１つの実施形態では、幅ｗＴは高さｈＴよりも大きくすることができる。例えば、架設梁１２０の幅ｗＴは、架設梁１２０の高さｈＴの少なくとも２倍とすることができる。別の実施形態では、架設梁１２０の幅ｗＴは、架設梁１２０の高さｈＴの２〜１０倍だけ大きくすることができるが、それよりも長い幅ｗＴも考えられる。
【００４３】
架設梁１２０の幅ｗＴは、これらの梁端部１２２のうちの少なくとも一方の梁端部が、アーマチュア５０の外周面５２を超えて延出するような幅とすることができる。梁端部１２２とアーマチュア５０の外周面５２との差によって、架設梁１２０の張り出し部１２４が構成され、この場合、梁端部１２２はアーマチュア５０から外側に突出する片持ち梁状に形成されている。このような配置では、架設梁１２０を励振して、屈曲共振モードで少なくとも張り出し部１２４の領域において振動させることができる。この点に関して、梁端部１２２は、励振の腹（図示せず）を有することができ、そして架設梁１２０の他の位置における増幅率よりも大きい衝撃パルス５４の増幅率を梁端部１２２において示すことができる。
【００４４】
図９は、架設梁１２０の別の側面図であり、架設梁１２０が、略矩形の断面形状を有する様子を示している。しかしながら、架設梁１２０は、方形断面形状または他の断面形状を含む別の断面形状に設けることができる。図９は更に、架設梁１２０が、基準軸５６が架設梁１２０を貫通するように取り付けられる様子を示している。しかしながら、架設梁１２０は、基準軸５６からずらして、架設梁１２０の１つ以上の位置における励振及び増幅レベルを変化させることができる。試験供試体１５０及び加速度計６２は、架設梁１２０の側面に取り付けられるものとして図示されている。しかしながら、試験供試体１５０及び加速度計６２は、架設梁１２０の他の表面に取り付けて、試験供試体１５０を異なる軸に沿って衝撃試験するようにしてもよい。例えば、梁端部１２２の側面に取り付けられる試験供試体１５０を衝撃試験した後、試験供試体１５０を架設梁１２０の上面に、梁端部１２２の位置で取り付け、そして別の衝撃パルス５４を架設梁１２０に印加してもよい。
【００４５】
図１０〜１３を参照するに、図示されるのは、共振梁１０２が、軸方向梁１１０、及び軸方向梁１１０に取り付けられる側方部材１３２を有するＬ字梁１３０として構成されるシステム１０の１つの実施形態である。軸方向梁１１０は、図２〜５に示す軸方向梁１１０と同様の方法で構成することができる。軸方向梁１１０は、長軸１０４が加振機４０の基準軸５６と略平行な姿勢になるように取り付けることができる。図示の実施形態では、加振機４０は、基準軸５６を図２〜５に示すように垂直方向に向けるのではなく、基準軸５６を略水平方向に向けた状態で回動させることができる。水平姿勢では、軸方向梁１１０の少なくとも一部を梁支持体１３８の上に支持することができ、この梁支持体１３８は、高質量及び高剛性を持つことが好ましい非可動体を備えることができる。例えば、梁支持体１３８は御影石テーブルとして構成することができる。低摩擦流体層１４０を任意であるが、軸方向梁１１０と梁支持体１３８との間に設けて、衝撃パルス５４印加中の軸方向梁１１０の摺動を容易にすることができる。例えば、低摩擦流体は、油圧流体を含むことができるが、何れの低摩擦流体を用いてもよい。
【００４６】
側方部材１３２は、軸方向梁１１０から外側に延出することができ、そして固定端１３４及び自由端１３６を有することができる。固定端１３４は、軸方向梁１１０に取り付けることができる。試験供試体１５０は自由端１３６に取り付けることができる、または自由端１３６と固定端１３４との間の他の任意の位置に取り付けることができる。側方部材１３２は、軸方向梁１１０から外側に延出することができ、そして軸方向梁１１０に対して略直交する方向に向けることができる。しかしながら、側方部材１３２は、軸方向梁１１０に対して直交方向以外の方向に向けてもよい。試験供試体１５０は側方部材１３２に、側方部材１３２の複数側面のうちの任意の側面に取り付けることができる。加速度計６２を同様にして、側方部材１３２に、試験供試体１５０に近接するように取り付けて、衝撃パルス５４印加中の加速度を測定することにより、ベース部分１０６で測定される加速度と比較して、増幅レベルを求めることができる。
【００４７】
図１１は、加振機４０に取り付けられるＬ字梁１３０の上面図である。側方部材１３２は、軸方向梁１１０の自由端１３６に隣接して取り付けるか、または軸方向梁１１０上の他の位置に取り付けることができる。更に、側方部材１３２は、基準軸５６に対して略中心に位置するものとして図示されているが、側方部材１３２は、基準軸５６からずれて、側方部材１３２の増幅率を変化させることができるようにしてもよい。試験供試体１５０は、方形管状側方部材１３２の複数側面のうちの１つの側面に取り付けられるものとして図示されている。しかしながら、上に示したように、試験供試体１５０は、これらの側面のうちの異なる側面に取り付けて、異なる増幅率及び応答が試験供試体１５０において得られるようにすることができる。
【００４８】
側方部材１３２は、方形管状体として構成される様子が図示されている。有利な点として、試験供試体に対する試験を３つの相互に直交する軸の各軸に沿って行なうために必要とされることであるが、方形管状形状は、試験供試体１５０を異なる相互に直交する姿勢となるように取り付ける作業を容易にすることができる。１つの実施形態では、方形管状体は、壁厚ｔｗａｌｌ及び略４ｘ４インチの幅ｗＴを有することができるが、側方部材１３２は、任意の壁厚さｔｗａｌｌ、及び幅ｗＴとなるように設けることができる。更に、側方部材１３２は、別の断面形状、サイズ、及び構成となるように設けることにより、所望の増幅レベルを実現することができる。例えば、側方部材１３２は、略矩形の中空管状体として、中空円筒管状体として構成することができるか、または他の任意の中空断面形状または中実断面形状となるように構成することができる。側方部材１３２は、側方部材１３２上の少なくとも１つの位置が、ベース部分１０６における測定最大加速度２０６よりも大きい測定最大加速度２０６を持つようにサイズ設定し、そして構成することができる。加速度計６２は、ベース部分に取り付けることができ、そして側方部材１３２上に試験供試体１５０に近接する位置で取り付けることにより、衝撃パルス５４印加中の加速度を測定することができる。
【００４９】
図１２は、加振機４０の方向を、基準軸５６が略水平となるように設定する様子を示す側面図である。Ｌ字梁１３０の質量は、任意の低摩擦流体層１４０を、軸方向梁１１０と梁支持体１３８との間の境界に有する梁支持体１３８（例えば、御影石テーブル）によって支持される。側方部材１３２は高さｈＬを有することができ、この高さｈＬは、所望の変位量が、側方部材１３２の自由端１３６で衝撃パルス５４印加中に得られるように選択することができる。Ｌ字梁１３０に加わる衝撃パルス５４によって軸方向梁１１０は、梁支持体１３８に対して移動するようになる。Ｌ字梁１３０を励振して、軸方向梁１１０の縦振動励振モード、及び側方部材１３２の屈曲振動励振モードを含む１つ以上の共振モードで振動させることにより、側方部材１３２における衝撃出力の増幅率が大きくなる。
【００５０】
図１３は、システム１０の前面図であり、加振機４０の基準軸５６（図１２）に対して略中心に位置する側方部材１３２を示している。しかしながら、上に示したように、側方部材１３２は加振機４０の基準軸５６からずれていてもよい。側方部材１３２をずらすことにより、側方部材１３２における衝撃パルスの増幅率を変化させることができる。
【００５１】
図１１〜１３に示し、かつ上に説明した実施形態では、共振梁１０２は、共振梁１０２上の少なくとも１つの位置が、ベース部分１０６における測定最大加速度２０６よりも大きい測定最大加速度２０６を持つように構成されることが好ましい。例えば、共振梁１０２は、共振梁１０２の自由端１３６に近接する少なくとも１つの位置が、ベース部分１０６における測定最大加速度２０６の少なくとも２倍となる測定最大加速度２０６を持つように構成されることが好ましい。共振梁１０２についての最大加速度の測定は、加速度センサ群６０または加速度計群６２のうちの１つ以上によって行なうことができる。例えば、少なくとも１つの加速度計６２を共振梁１０２のベース部分１０６に取り付けることができる。別の加速度計６２は、試験供試体１５０に近接して取り付けることができる。自由端１３６における加速度をベース部分１０６における測定加速度と比較して、共振梁１０２によって得られる増幅レベルを求めることができる。
【００５２】
加速度が増幅されるこれらの位置の特定は、試験供試体１５０の質点系振動モデル１５２を用いて行なうことができる。質点系振動モデル１５２は、加速度応答を測定することになる異なる位置に取り付けることができる。質点系振動モデル１５２は、試験供試体１５０の合計質量、及び当該試験供試体の質量分布を模擬することができる。質点系振動モデル１５２は、共振梁１０２上の異なる位置における加速度レベルを、壊れ易く、そして／または高価な試験供試体１５０を損傷する危険を伴うことなく、より正確に特定する手段となることができる。このような損傷の危険は、過剰な試験を行なっている状態で発生する可能性があり、この状態では、極端に大きな振幅の衝撃パルス５４が共振梁１０２に印加される虞がある。所望の増幅レベルを持つ共振梁１０２上の１つ以上の位置を特定した後、質点系振動モデル１５２を共振梁１０２から取り外し、そして質点系振動モデル１５２の代わりに、試験対象の実際の部品（すなわち、試験供試体）を用いる。試験供試体１５０に１つ以上の衝撃パルス５４を加えることができ、そして試験供試体１５０を、異常または損傷の兆候に関して評価することができる。
【００５３】
図１〜１３に示すこれらの実施形態のうちの任意の１つの実施形態では、共振梁１０２（図１）は、少なくとも１つの位置が、所望のＳＲＳ２０８（図１５）に略等しい模擬ＳＲＳ２１８（図１５）を示すように構成することができる。上に示したように、模擬ＳＲＳ２１８は、共振梁１０２上の所定の位置で測定される加速度に基づいて計算することができる。１つの実施形態では、共振梁１０２は、模擬ＳＲＳ２１８が、所望のＳＲＳ２０８の指定許容幅２１４（図１５）に収まるように構成することができる。例えば、共振梁１０２は、模擬ＳＲＳ２１８の絶対最大加速度２２４（図１５）が、所望のＳＲＳ２０８の折れ曲がり周波数２１６における加速度の約＋／−６ｄＢの許容幅２１４（図１５）に収まるように構成することができる。折れ曲がり周波数２１６は、ＳＲＳ曲線の勾配が変化して一定となるか、または僅かに低い加速度値となるＳＲＳプロット上の位置として定義することができる。ＳＲＳで表わされる構造物または供用環境に関連して表現すると、折れ曲がり周波数２１６は、測定位置における発火衝撃環境の卓越周波数として定義することができる。所望のＳＲＳ２０８は、許容幅２１４が所望のＳＲＳ２０８の周波数とともに変化する構成で得ることができる。例えば、所望のＳＲＳ２０８は、許容幅２１４が約３ｋＨｚ未満である周波数において＋／−３ｄＢとなるように、そして３ｋＨｚ超の周波数において＋９／−６ｄＢとなるように得ることができる。許容幅の他の変形が考えられる。
【００５４】
１つの実施形態では、共振梁１０２（図１）は、共振梁１０２上の少なくとも１つの位置が、約５０００ｇ超の絶対最大加速度２２４（図１５）を有する模擬ＳＲＳ２１８（図１５）を示すように構成することができる。別の実施形態では、模擬ＳＲＳ２１８は、約２０００ｇ以上の絶対最大加速度２２４を有することができる。更に、共振梁１０２は、模擬ＳＲＳ２１８が、最大約１００ｋＨｚ以上の領域における加速度データを含むように構成することができる。有利な点として、加振機４０（図１）及び共振梁１０２（図１）を組み合わせると、発火事象の高周波数かつ大振幅の瞬時衝撃を正確に模擬する加速度応答を実現することができる。
【００５５】
この点に関して、共振梁１０２（図１）及び加振機４０（図１）の組み合わせは、遠距離音場環境、中距離音場環境、及び近距離音場環境を含む発火衝撃の３つの環境カテゴリーのうちの少なくとも１つの環境カテゴリーを模擬するように構成することができる。遠距離音場環境を模擬する場合、共振梁１０２は、衝撃パルス５４（図１）を増幅して、共振梁１０２上の少なくとも１つの位置において、共振梁１０２が、最大約１０００ｇの絶対最大加速度２２４（図１５）を有する模擬ＳＲＳ２１８を示すようにサイズ設定し、そして構成することができるので有利である。遠距離音場環境の模擬ＳＲＳ２１８の場合、スペクトルは、最大１０ｋＨｚまでの加速度データを含むことができる。遠距離音場環境を模擬するために適する共振梁１０２の１つの実施形態では、軸方向梁１１０（図２〜５）が、架設梁１２０（図６〜９）形態またはＬ字梁１３０（図１０〜１３）形態から生じる応答よりも小さい強さの（すなわち、小さい振幅の）応答を生成するために適する。有利な点として、軸方向梁１１０の剛性または硬度が、架設梁１２０形態またはＬ字梁１３０形態の剛性よりも本質的に高いので、軸方向梁１１０形態の模擬ＳＲＳ２１８は、衝撃パルス５４に対してより高精度に制御された応答を示すことができる。この点に関して、軸方向梁１１０の模擬ＳＲＳ２１８は、最小数の山及び谷が模擬ＳＲＳ２１８に現われる状態で、所望のＳＲＳ２０８の近似直線に極めて忠実に追従する平滑な曲線を有することができる。
【００５６】
中距離音場環境を模擬する場合、共振梁１０２（図１）は、衝撃パルス５４（図１）を増幅して、共振梁１０２上の少なくとも１つの位置において、共振梁１０２が、約１０００ｇ〜５０００ｇの範囲の絶対最大加速度２２４（図１５）を有する模擬ＳＲＳ２１８（図１５）を示すようにサイズ設定し、そして構成することができる。中距離音場環境の模擬ＳＲＳ２１８の場合、スペクトルは、約１０ｋＨｚ超の加速度データを含むこともできる。発火衝撃の中距離音場環境を模擬する実施形態では、共振梁１０２の架設梁１２０（図６〜９）形態が良好に適合する。
【００５７】
近距離音場環境を模擬する場合、共振梁１０２（図１）は、衝撃パルス５４（図１）を増幅して、共振梁１０２上の少なくとも１つの位置において、共振梁１０２が、約５０００ｇ超の絶対最大加速度２２４（図１５）を有する模擬ＳＲＳ２１８（図１５）を示すようにサイズ設定し、そして構成することができる。更に、近距離音場環境の模擬ＳＲＳ２１８は、約１００ｋＨｚよりも高いスペクトル成分を含むことができる。近距離音場環境を模擬する実施形態では、共振梁１０２のＬ字梁１３０（図１０〜１３）形態が、軸方向梁１１０または架設梁１２０から生じる応答よりも大きい強さの（すなわち、大きい振幅の）応答を生成することができるので有利である。更に、Ｌ字梁１３０の模擬ＳＲＳ２１８のスペクトル成分は、より大きなバラツキ（すなわち、より多くの山及び谷）を含むことができる。スペクトルの一部は、所定の許容幅２１４から外れる可能性がある。
【００５８】
図１〜１３に示すこれらの実施形態のうちの任意の実施形態では、共振梁１０２（図１）は、所望の増幅率を生成する材料により形成することができる。共振梁１０２の材料は、剛性または弾性率、及び／又はポアソン比のような機械的特性に基づいて選択することができ、従って、これらの特性が、共振梁１０２の励振に影響を及ぼす可能性がある。１つの実施形態では、共振梁１０２は、マグネシウムがアルミニウムのような他の高性能金属と同等の強度特性及び低強度を有しているので、マグネシウムにより形成することができる。この点に関して、マグネシウムにより形成される共振梁１０２は、同じ質量のアルミニウム製共振梁１０２よりも大きい物理サイズで（例えば、より厚く）提供することができるので、マグネシウム製共振梁１０２は、より高い剛性を持つことができる。有利な点として、マグネシウムがより高い剛性を示すので、高周波衝撃の減衰を、同じ寸法のアルミニウム製共振梁１０２と比較したときに、最小限に抑えることができる。共振梁１０２は、これらには限定されないが、マグネシウム、アルミニウム、スチール、チタン、グラファイトエポキシ複合材料、及び他の任意の金属または非金属材料、或いは上に挙げた材料の組み合わせを含む多種多様な材料のうちの１種類の任意の材料により形成することができる。
【００５９】
図１４は、衝撃パルス５４（図１）を受ける軸方向梁１１０（図２〜５）に関してここに開示されている形態の加速度時間履歴２００を表わす加速度２０２（単位：ガル）と時間２０４（ミリ秒）の関係を示すプロットである。軸方向梁１１０は、図２〜５に示す構成と同様に構成した。図１４の加速度時間履歴２００は、測定最大加速度２０６が、加振機４０により衝撃パルス５４が加えられる結果として約４７２２ｇになる様子を示している。
【００６０】
図１５は、図１４の加速度時間履歴２００に基づく模擬ＳＲＳ２１８である。模擬ＳＲＳ２１８を、５パーセントの制振比２１２、及び上限及び下限が２１４ａ、２１４ｂである許容幅２１４を有する所望のＳＲＳ２０８に重ねる。模擬ＳＲＳ２１８は、図１４の測定最大加速度２０６に基づいて計算される絶対最大加速度２２４を有する。図１５では、絶対最大加速度２２４は約８９７０ｇである。図から分かるように、模擬ＳＲＳ２１８は、所望のＳＲＳ２０８をほぼ模擬している。この点に関して、模擬ＳＲＳ２１８は、模擬ＳＲＳ２１８が、所望のＳＲＳ２０８の許容幅２１４に収まる状態を保持していることから明らかなように、厳密に制御されている。更に、図１５の絶対最大加速度２２４は、所望のＳＲＳ２０８の折れ曲がり周波数２１６の近傍で生じるので有利である。この点に関して、模擬ＳＲＳ２１８は、軸方向梁１１０の第１振動モードが、所望のＳＲＳ２０８の折れ曲がり周波数２１６と殆ど同じ周波数を有しているので有利であることを示している。
【００６１】
図１６は、同じ衝撃パルス５４（図１）を、図１４のプロットとして表わされる同じ加振機４０（図１）及び軸方向梁１１０の構成を用いて受ける軸方向梁１１０（図２〜５）の加速度時間履歴２００を示すプロットである。図から分かるように、図１６の加速度時間履歴２００は、図１４の加速度時間履歴２００と殆ど同様である。例えば、図１６の加速度時間履歴２００は、図１４の約４７２２ｇの測定最大加速度２０６にほぼ一致する約４８７０ｇの測定最大加速度２０６を有する。この点に関して、図１４及び１６は、本開示の加振機４０／共振梁１０２機構が生じる衝撃パルス５４及び加速度応答の制御性及び再現性を示している。
【００６２】
図１７は、図１６の加速度時間履歴２００に基づく模擬ＳＲＳ２１８である。図１６の模擬ＳＲＳ２１８を所望のＳＲＳ２０８に重ね、そして図１６の模擬ＳＲＳ２１８は、模擬ＳＲＳ２１８が、所望のＳＲＳ２０８に極めて近似していることから明らかなように、衝撃パルス５４（図１）が極めて厳密に制御されていることを示している。例えば、図１７の約９０４０ｇの絶対最大加速度２２４は、図１５の約８９７０ｇの絶対最大加速度２２４にほぼ一致し、そして加振機４０／共振梁１０２（図１）の組み合わせを用いる衝撃パルス５４の正確な制御性及び再現性を示している。
【００６３】
図１８は、軸方向梁１１０のベース部分１０６（図２〜５）で測定される軸方向梁１１０（図２〜５）の加速度時間履歴２００を示すプロットである。図２〜５に示すように、軸方向梁１１０のベース部分１０６は、軸方向梁１１０がアーマチュア５０と境界を接する、またはアーマチュア５０に取り付けられる位置を含むことができる。ベース部分１０６における加速度応答は、図２及び図４〜５に示すように、加速度計６２で測定することができる。図１８では、ベース部分１０６は、約１２５０ｇの測定最大加速度２０６を有する。
【００６４】
図１９は、図１８に示すベース部分１０６の加速度時間履歴２００に基づく模擬ＳＲＳ２１８である。模擬ＳＲＳ２１８は、ベース部分１０６において約２９５１ｇの絶対最大加速度２２４を有する。
【００６５】
図２０は、軸方向梁１１０の自由端１３６（図２〜５）で測定される軸方向梁１１０（図２〜５）の加速度時間履歴２００を示すプロットである。軸方向梁１１０の自由端１３６は、ベース部分１０６（図２〜５）とは反対側に位置している。自由端１３６における加速度応答は、加速度計６２（図２）で測定することができる。図２０では、自由端１３６は、軸方向梁１１０のベース部分１０６における約１２５０ｇの測定最大加速度２０６の２倍超の増幅率に相当する約２７８４ｇの測定最大加速度２０６を有する。
【００６６】
図２１は、図１９に示す加速度時間履歴２００に基づく模擬ＳＲＳ２１８である。模擬ＳＲＳ２１８は、軸方向梁１１０（図２〜５）のベース部分１０６における約２９５１ｇの絶対最大加速度２２４と比較して、約６１４０ｇの絶対最大加速度２２４を有し、そして更に、軸方向梁１１０の増幅能力を示している。図２１は更に、模擬ＳＲＳ２１８が、約１０００Ｈｚにおいて極めて狭い幅で突出していることを除き、所望のＳＲＳ２０８の許容幅２１４に収まる状態をほぼ保持していることから明らかなように、衝撃パルス５４（図２〜５）が極めて厳密に制御されている様子を示している。極めて狭い幅に収まるこのような突出は普通、このような周波数における加速度が、試験供試体に対する軽い程度の脅威にしかならないと判断される場合に許容することができる。更に、軸方向梁１１０上の試験供試体１５０の取り付け位置を調整して、模擬ＳＲＳ２１８が許容幅１４に収まるようにすることができる。更に、瞬時の信号波形は、例えばアナログフィルタ１６（図１）及び／又はデジタルフィルタ１８（図１）を調整することにより電子的に調整して、１つ以上の周波数の瞬時信号の振幅を変化させて、模擬ＳＲＳ２１８のスペクトルのほぼ全体が、許容幅１４に収まるようにすることができる。
【００６７】
図２２は、図１０〜１３に示す形態と同様の共振梁１０２のＬ字梁１３０（図１０〜１３）形態の加速度時間履歴２００を示すプロットである。加速度時間履歴２００は、Ｌ字梁１３０の側方部材１３２（図１０〜１３）上の１つの位置において、例えば加速度計６２（図１０〜１３）で測定することができる。図２２では、Ｌ字梁１３０は、爆発材料を用いて達成される衝撃レベルに対応する約１３，３３０ｇの測定最大加速度２０６を有する。
【００６８】
図２３は、図２２にプロットされるＬ字梁１３０の加速度時間履歴２００に基づく模擬ＳＲＳ２１８である。模擬ＳＲＳ２１８は、約３０，８８０ｇの絶対最大加速度２２４を有し、この約３０，８８０ｇという値もまた、爆発によって生じる衝撃レベルに相当する。この点に関して、図２３を提示して、高強度の発火衝撃を模擬することができる共振梁１０２（図１）の能力を示している。図２３は、Ｌ字梁１３０を調整する前のＬ字梁１３０（図１０〜１３）の試験用固定具の増幅能力、または模擬ＳＲＳ２１８がスペクトル全体に亘って許容幅１４に収まるようにする電子試験装置の増幅能力を表わしていることにも注目されたい。この点に関して、Ｌ字梁１３０（図１０〜１３）上の試験供試体１５０の物理的位置を調整することにより、または瞬時の信号波形を調整することにより、模擬ＳＲＳ２１８のスペクトルのほぼ全体の部分が、またはスペクトルの全体が、許容幅１４に収まるようにすることができる。
【００６９】
図２４は、図１０〜１３に示すＬ字梁１３０と同様に構成されるＬ字梁１３０（図１０〜１３）形態の加速度時間履歴２００を示す更に別のプロットである。加速度時間履歴２００は、Ｌ字梁１３０の側方部材１３２上で測定される約１１，１４６ｇの測定最大加速度２０６を有する。
【００７０】
図２５は、図２４の加速度時間履歴２００に基づく模擬ＳＲＳ２１８である。模擬ＳＲＳ２１８は、約５０，６４１ｇの絶対最大加速度２２４を有し、高強度の衝撃を発生させることができる共振梁１０２（図１）の能力を詳細に示している。図２５は更に、模擬ＳＲＳ２１８が、極めて狭い幅に収まるように僅かに突出している状態で、所望のＳＲＳ２０８の許容幅２１４に収まる状態をほぼ保持していることから明らかなように、衝撃パルス５４が全体的に厳密に制御されている様子を示している。この点に関して、図２５は、Ｌ字梁１３０の試験設定を調整して模擬ＳＲＳ２１８の僅かな突出が許容幅１４に収まるようにする前の段階におけるＬ字梁１３０（図１０〜１３）の試験用固定具の増幅能力を表わしていることに注目されたい。
【００７１】
図２６は、発火衝撃を模擬するシステム１０（図１）において実行することができる１つ以上の操作を含む方法３００の１つの実施形態を示すフローチャートである。当該方法は、所望のＳＲＳ２０８を表わす瞬時の信号波形を生成するステップ３０２を含むことができる。瞬時の信号波形は、パルス信号発生装置１２（図１）により生成することができ、そして加振機４０（図１）により発生させる衝撃パルス５４（図１）の所望の波形を実現する所望の振幅（すなわち、電圧）及び時間長（すなわち、ミリ秒）を有することができる。
【００７２】
方法３００のステップ３０４では、信号波形を、例えば電力パワーアンプ２８（図１）を用いることにより増幅することができる。パワーアンプ２８はまず、直流電流を加振機４０（図１）のフィールドコイル４８（図１）に供給して、アーマチュア５０（図１）を取り囲む磁界を生成することができる。パワーアンプ２８は更に、瞬時の信号波形を増幅することができ、そしてアーマチュア５０に至る瞬時の信号波形を表わす交流電流を生成することができる。
【００７３】
ステップ３０６では、増幅信号波形を動電型加振機４０（図１）に印加することができる。増幅信号波形でアーマチュア５０（図１）を動作させ、そしてアーマチュア５０が基準軸５６（図１）に略平行な方向に沿って移動するようにする。
【００７４】
ステップ３０８では、増幅信号波形が加振機４０に印加されると、衝撃パルス５４（図１）を加振機４０の位置で発生させることができる。衝撃パルス５４は、交流電流がアーマチュア５０に流れてアーマチュア５０（図１）が往復動することにより発生する。アーマチュア５０は、増幅信号波形の交流電流の周波数に対応する周波数で往復動することができる。
【００７５】
ステップ３１０では、衝撃パルス５４の伝搬方向を、基準軸５６（図１）に略平行な方向に設定することができる。この点に関して、衝撃パルス５４の伝搬方向は、アーマチュア５０（図１）の動きの向きに対応する。図示のように、加振機４０は、アーマチュア５０がフィールドコイル４８（図１）に対して軸方向に移動するように構成することができる。共振梁１０２（図１）をアーマチュア５０に取り付けて、共振梁１０２及びアーマチュア５０が、少なくとも衝撃パルス５４の時間長に亘って継続的に接触する状態を保持するようにすることが好ましい。
【００７６】
ステップ３１２では、衝撃パルス５４が発生すると、共振梁１０２（図１）を励振して、少なくとも１つの共振モードで振動させることができる。共振モードは、縦振動モード、曲げ振動モードまたは屈曲振動モード、ねじれ振動モード、または他のモード、或いはこれらのモードの組み合わせを含むことができる。励振モードは、これらには限定されないが、共振梁１０２の構成、及び／又は加振機４０（図１）に対する共振梁１０２の位置、姿勢、及び配置を含む多数の要素によって決定することができる。
【００７７】
ステップ３１４では、共振梁１０２が励振されると、衝撃パルス５４を共振梁１０２（図１）で増幅させることができる。衝撃パルス５４は、共振梁１０２（図１）上の少なくとも１つの位置が、共振梁１０２のベース部分１０６（図１）で測定される最大加速度２０６よりも大きい測定最大加速度を有するように増幅させることができる。前に示したように、衝撃パルス５４は、共振梁１０２の腹部（図示せず）の位置で増幅させることができる。
【００７８】
ステップ３１６では、衝撃パルス５４（図１）応答して、共振梁１０２（図１）上の１つの位置における加速度を測定し、そして衝撃パルス５４が増幅される共振梁１０２上の１つ以上の位置を特定することができる。各位置における増幅レベルを測定し、そしてベース部分１０６（図１）で測定される加速度２０６と比較することができる。
【００７９】
ステップ３１８では、各測定位置に現われる模擬ＳＲＳ２１８（図１５）を計算することができる。各位置における模擬ＳＲＳ２１８は、当該位置における測定最大加速度２０６（図１４）に基づいて計算することができる。各位置における模擬ＳＲＳ２１８は、所望のＳＲＳ２０８（図１５）と比較することができる。上に示したように、所望のＳＲＳ２０８は、爆発によって生じる発火衝撃に対する供用環境（例えば、模擬構造物または実際構造物）の応答を表わすことができる。
【００８０】
ステップ３２０では、共振梁１０２（図１）上の１つ以上の位置が、衝撃パルス５４（図１）の所望の増幅レベルを持っているとして特定されるまで、１つ以上の試験変数を調整することができる。この点に関して、１つ以上の位置は、模擬ＳＲＳ２１８（図１５）の絶対最大加速度２２４（図１５）が、所望のＳＲＳ２０８（図１５）の折れ曲がり周波数２１６（図１５）に対応する加速度に略等しい箇所として特定される。上に述べたように、所望のＳＲＳ２０８の折れ曲がり周波数２１６は、発火衝撃に応答する供用環境の卓越周波数に対応させることができる。絶対最大加速度２２４を折れ曲がり周波数２１６での加速度に一致させることにより、共振梁１０２上の位置は、供試体が実際に供用されているときに受ける発火衝撃を非常に近似して模擬することができる。
【００８１】
調整することができる試験変数として、加速度が測定される共振梁１０２（図１）上の位置を挙げることができる。上に説明したように、所定の共振梁１０２形態上の異なる位置は、異なる増幅レベルを示すことができる。加速度計６２（図１）を共振梁１０２上の異なる位置に取り付け、共振梁１０２が衝撃パルス５４（図１）を受けるようにし、そして所望の増幅レベルを持つ位置が特定されるまで、各位置における増幅率を測定することにより、共振梁１０２上における増幅率の分布を作成するか、または当該増幅率を調査することができる。模擬ＳＲＳ２１８（図１５）は、各位置に対応して、測定加速度に基づいて計算することもできる。複数位置は、模擬ＳＲＳ２１８が所望のＳＲＳ２０８（図１５）に略等しい箇所として特定することができる。この点に関して、複数位置は、模擬ＳＲＳ２１８の絶対最大加速度２２４（図１５）が、所望のＳＲＳ２０８の折れ曲がり周波数２１６に対応する加速度に略等しい箇所として特定することができる。好適には、模擬ＳＲＳ２１８（図１５）の絶対最大加速度２２４（図１５）は、所望のＳＲＳ２０８の指定許容幅２１４に収まる。
【００８２】
これらの試験変数は更に、共振梁１０２（図１）の構成を変更する変数を含むことができ、この変更する変数は、梁の形状、梁の幾何学的情報、及び／又は梁の寸法を変更する変数を含む。この点に関して、異なる構成の共振梁１０２を加振機４０（図１）に取り付けて、所定の衝撃パルス５４（図１）に対する各共振梁１０２の応答を求めることができる。梁構成は、所望の増幅レベル、及び模擬ＳＲＳ２１８（図１５）の品質に基づいて選択することができる。ＳＲＳの品質として、所望のＳＲＳ２０８（図１５）の正常直線からの模擬ＳＲＳ２１８（図１５）の変位量、及び模擬ＳＲＳ２１８（図１５）のスペクトルの大部分が指定許容幅２１４（図１５）に収まっているかどうかの状態を挙げることができる。これらの試験変数は更に、共振梁１０２を形成するときの原材料を変更する変数を含むことができる。この点に関して、材料は、当該材料によって得られる相対剛性または相対硬度に基づいて選択することができる。例えば、材料は、張力係数、せん断弾性係数、ポアソン比、または他の機械的特性に基づいて選択することができる。
【００８３】
瞬時の信号波形を調整して模擬ＳＲＳ２１８（図１５）の絶対最大加速度２２４（図１５）と折れ曲がり周波数２１６（図１５）における加速度との差を最小にすることができる。例えば、瞬時の信号波形の増幅レベルは、電力パワーアンプ２８（図１）を調整することにより調整することができる。信号調整装置１４（図１）を調整して、信号発生装置１２（図１）に供給される瞬時の信号波形を操作することもできる。例えば、上に説明したように、アナログフィルタ１６（図１）及び／又はデジタルフィルタ１８（図１）を調整して、１つ以上の周波数における瞬時信号の振幅を変更することができる。
【００８４】
上に説明した試験変数のうちの１つ以上の試験変数は、模擬ＳＲＳ２１８（図１５）が所望のＳＲＳ２０８（図１５）の指定許容幅（例えば、＋／−６ｄＢ、＋／−３ｄＢ、＋９／−６ｄＢなど）に収まるまで調整することができる。好適には、これらの試験変数は、模擬ＳＲＳ２１８が、所望のＳＲＳ２０８の折れ曲がり周波数２１６（図１５）における所望のＳＲＳ２０８に略等しくなるまで調整することができる。これらの試験変数は、共振梁１０２（図１）上の少なくとも１つの位置が、所望のＳＲＳ２０８の折れ曲がり周波数２１６における加速度に略等しい絶対最大加速度２２４を有する模擬ＳＲＳ２１８を示すまで調整することができる。１つの実施形態では、これらの試験変数は、共振梁１０２上の少なくとも１つの位置が、約５０００ｇ超、約２０，０００ｇ超、またはこの値よりも大きい値のような、所定の絶対値よりも大きい絶対最大加速度２２４を有する模擬ＳＲＳ２１８を示すまで調整することができる。これらの試験変数は、共振梁１０２上の少なくとも１つの位置が、約１００ｋＨｚ超のスペクトル成分を有する模擬ＳＲＳ２１８を示すまで調整することもできる。
【００８５】
共振梁１０２（図１）上の１つの位置における応答を測定する上記ステップ群は、共振梁１０２に当該測定位置で取り付けられる質点系振動モデル１５２（図１）を用いて実行することができる。前に示したように、質点系振動モデル１５２は、試験供試体１５０（図１）の質量及び質量分布に略等しくすることができる質量及び質量分布を有することができる。所望の応答を示す共振梁１０２上の１つ以上の位置を特定すると、質点系振動モデル１５２の代わりに試験供試体１５０を用いることができる。試験供試体１５０は、当該位置に取り付けることができ、そして一連の衝撃パルス５４（（図１）を受けることができる。試験供試体１５０は、当該供試体が３つの相互に直交する（すなわち、ｘ、ｙ、ｚ）軸の各軸について試験されるまで、異なる姿勢で連続的に試験することができる。
【００８６】
この点に関して、１つ以上の３軸加速度計６２（図１）は、共振梁１０２（図１）に取り付けることができるか、または共振梁１０２（図１）に取り付けられる保持固定具１５４（図１）に取り付けることができる。これらの加速度計６２は、試験供試体１５０（図１）に近接して取り付けられることが好ましく、そして試験供試体１５０に対して、接触しないように位置決めされる。次に、試験供試体１５０に、試験の目的によって異なる１つ以上の衝撃パルスを加えることができる。例えば、証明試験時には、試験供試体１５０に、試験供試体１５０の各軸（すなわち、ｘ、ｙ、ｚ）に対応して１方向（すなわち、＋／−）当たり３回の衝撃を加え、合計で１８回の衝撃を加えることができる。飛行許可試験では、試験供試体１５０に、各軸（すなわち、ｘ、ｙ、ｚ）に対応して各方向（すなわち、＋／−）当たり１回の衝撃を加え、合計で６回の衝撃を加えることができる。試験供試体１５０は、各衝撃後の、または一連の衝撃後の損傷及び／又は異常について評価することができる。
【００８７】
本開示の多くの変形、及び他の実施形態は、本開示に関連し、かつこれまでの説明及び関連する図面に提示される教示の恩恵を享受するこの技術分野の当業者であれば、想到することができるであろう。本明細書において記載されるこれらの実施形態は、例示であり、限定的または網羅的となることがないようにしている。特定の用語を本明細書において用いているが、これらの用語は、単に一般的かつ記述的な意味でのみ使用され、限定するために使用されるのではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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