Un espectro de respuesta a un choque (SRS, por sus siglas en inglés) [1] es una representación gráfica de un choque o de cualquier otra entrada de aceleración transitoria, en términos de cómo un sistema de un solo grado de libertad (SDOF, por sus siglas en inglés) (como una masa en un resorte) respondería a esa entrada. El eje horizontal muestra la frecuencia natural de un SDOF hipotético, y el eje vertical muestra la aceleración máxima que experimentaría este SDOF como consecuencia de la entrada del choque. [2]
La forma más directa e intuitiva de generar un SRS a partir de una forma de onda de choque es el siguiente procedimiento: [2]
El gráfico resultante de la aceleración máxima frente a la frecuencia del sistema de prueba se denomina espectro de respuesta a impactos. A menudo se representa con la frecuencia en Hz y con la aceleración en unidades de g.
Consideremos un chasis de ordenador que contiene tres tarjetas con frecuencias naturales fundamentales de f 1 , f 2 y f 3 . Las pruebas de laboratorio han confirmado previamente que este sistema sobrevive a una determinada forma de onda de choque (por ejemplo, el choque causado por una caída del chasis desde una altura de 60 cm sobre un suelo duro). Ahora, el cliente quiere saber si el sistema sobrevivirá a una forma de onda de choque diferente (por ejemplo, el choque causado por una caída del chasis desde una altura de 1,20 m sobre un suelo alfombrado). Si la relación señal/ruido del nuevo choque es inferior a la relación señal/ruido del choque anterior en cada una de las tres frecuencias f 1 , f 2 y f 3 , entonces es probable que el chasis sobreviva al nuevo choque (sin embargo, no está garantizado).
Cualquier forma de onda transitoria puede presentarse como un SRS, pero la relación no es única; muchas formas de onda transitorias diferentes pueden producir el mismo SRS (algo que se puede aprovechar mediante un proceso llamado "síntesis de choque"). Debido a que solo se rastrea la aceleración instantánea máxima, el SRS no contiene toda la información de la forma de onda transitoria a partir de la cual se creó. [3]
Diferentes relaciones de amortiguamiento producen diferentes SRS para la misma forma de onda de choque. Un amortiguamiento cero producirá una respuesta máxima. Un amortiguamiento muy alto produce un SRS muy aburrido: una línea horizontal. El nivel de amortiguamiento se demuestra mediante el "factor de calidad", Q, que también puede considerarse como transmisibilidad en el caso de vibración sinusoidal. Un amortiguamiento relativo del 5 % da como resultado un Q de 10. Un gráfico SRS está incompleto si no especifica el valor Q supuesto. [3]
Un SRS es de poca utilidad para escenarios de daños de tipo fatiga, ya que la transformación elimina información sobre cuántas veces se alcanza una aceleración máxima (y el estrés inferido). [3]
El modelo del sistema SDOF también se puede utilizar para caracterizar la severidad de las vibraciones, con dos criterios:
Al igual que muchas otras herramientas útiles, el SRS no es aplicable a sistemas significativamente no lineales.
FreeSRS, http://freesrs.sourceforge.net/, es una caja de herramientas de dominio público para calcular SRS.