冲击响应谱（SRS）
冲击响应谱（SRS）的理论基础
SRS是什么
老师，SRS（冲击响应谱）和地震响应谱是同一个概念吗？
概念相同，但输入不同。地震响应谱是针对“地震波形”的最大响应，SRS是针对冲击波形（半正弦波、火工冲击等）的最大响应。
冲击试验的标准经常用SRS来规定吧。
MIL-STD-810的冲击试验、NASA-STD-7003的火工冲击环境都是用SRS规定的。需要确认试验输入波形是否满足SRS规格。
SRS的种类
FEM中的SRS计算
1. 时程分析（模态法 or 直接法 or 显式解法）计算响应
2. 后处理生成SRS — 绘制各固有频率下单自由度系统的最大响应
总结
要点：
- SRS = 冲击下各固有频率的最大响应 — 地震谱的冲击版
- MIL-STD-810, NASA-STD-7003中规定 — 冲击试验标准
- Primary / Residual / Maximax — 冲击中 vs. 冲击后
- FEM时程→后处理生成SRS — Nastran PARAM,SRS
SRS的起源是核试验的冲击损伤预测
冲击响应谱（SRS: Shock Response Spectrum）是1960年代为评估核试验中设备/结构的冲击耐受性，由NASA/军方开发的方法。正式的数学公式化由C.V. Nagel和D.S. Bernstein于1969年发表。随后被纳入IEC 60068-2-27（冲击试验）和MIL-STD-810G（运输振动·冲击），现已成为航天设备·军用电子设备的设计标准。
数值解法与实现
SRS的计算
SRS的数值计算是“同时时间积分多个单自由度系统”：
对各固有频率 $f_n$（10 Hz〜10 kHz，例: 1/3倍频程间隔）：
1. 对单自由度系统的运动方程进行时间积分（Newmark法等）
2. 记录最大响应（加速度 or 位移 or 伪速度）
3. 绘制 $f_n$ vs. 最大响应 → SRS
求解器中的SRS输出
总结
SRS计算的最小阻尼为2%是行业标准
SRS计算中单自由度振子的阻尼比ζ = 5%是MIL-STD-810标准，但对于超高灵敏度设备（陀螺仪·加速度传感器），实际阻尼往往低于2%，因此NASA-STD-7003A（2011年）要求同时计算ζ = 2%下的SRS。阻尼比从5%变为2%会使SRS峰值最大上升1.5倍，对设计裕度评估影响很大。
冲击响应谱（SRS）冲击响应谱（SRS）实践指南
SRS实务
航天设备的火工冲击环境评估、军用电子设备的冲击试验中必不可少。
实务检查清单
卫星分离冲击可达1000〜10000G
火箭与卫星分离瞬间的火工螺栓（火工品）爆炸，会在结构上瞬间施加1000〜10000G的峰值加速度。JAXA的H-IIA搭载卫星在规格书中规定了分离冲击的SRS（ζ=5%、10〜10000Hz），并在发射前的冲击试验中判定合格与否。ASTROS-H（2016年发射）中，使用ESI Crash/PAM-SHOCK进行了详细的SRS预测以评估分离冲击。
冲击响应谱（SRS）软件与求解器比较
SRS工具
选型指南
Dewesoft与Data Physics争夺SRS分析市场份额
SRS分析软件市场由Dewesoft（斯洛文尼亚，2000年成立）和Data Physics（美国，1984年成立）二分天下。Dewesoft的DS-NET PRO集数据采集、SRS计算、MIL-STD-810判定报告于一体，处理速度业界最快级别（100万点/秒）。在与CAE的联动方面，自2022年起公开了连接Ansys Motion的SRS输入功能与Dewesoft测量值的插件，使得实验-分析的快速相关性确认成为可能。