一種高加速度沖擊試驗(yàn)機(jī)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高加速度沖擊試驗(yàn)機(jī)，包括試驗(yàn)臺(tái)和激波發(fā)生器，所述試驗(yàn)臺(tái)包括底座、滑桿以及測(cè)試平臺(tái)，測(cè)試平臺(tái)通過(guò)波形發(fā)生器與底座連接，所述激波發(fā)生器包括管體，管體通過(guò)隔膜劃分為高壓段和低壓段，管體于低壓段處設(shè)有開(kāi)口，開(kāi)口處設(shè)有可滑動(dòng)的受力板，受力板的橫截面尺寸與低壓段內(nèi)橫截面尺寸相同，所述受力板的外側(cè)設(shè)有連接桿，連接桿的末端與測(cè)試平臺(tái)抵接，所述管體于開(kāi)口的邊緣處設(shè)有阻擋塊。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整體制作成本低，所能達(dá)到的峰值加速度極高，滿(mǎn)足各種樣品的測(cè)試需求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種高加速度沖擊試驗(yàn)機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)裝置，具體為一種高加速度沖擊試驗(yàn)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]強(qiáng)沖擊試驗(yàn)是為了考核驗(yàn)證材料或者產(chǎn)品抗強(qiáng)沖擊的能力。近幾十年來(lái)，隨著航空、航天、兵器等行業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)新材料以及某些零部件提出了更高的抗沖擊要求，因此，強(qiáng)沖擊試驗(yàn)的需求也日益增多。這類(lèi)試驗(yàn)要求過(guò)載量值小到幾十到幾百個(gè)g，大到幾千甚至幾萬(wàn)個(gè)g。目前并沒(méi)有合適的試驗(yàn)裝置能夠滿(mǎn)足上述測(cè)試要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種可以滿(mǎn)足沖擊試驗(yàn)要求的高加速度沖擊試驗(yàn)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作成本低，可完成各種新材料及零部件的抗沖擊測(cè)試。
[0004]本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種高加速度沖擊試驗(yàn)機(jī)，包括試驗(yàn)臺(tái)和激波發(fā)生器，所述試驗(yàn)臺(tái)包括底座、固定于底座上的滑桿以及滑動(dòng)設(shè)于滑桿之間的測(cè)試平臺(tái)，測(cè)試平臺(tái)通過(guò)波形發(fā)生器與底座連接，所述激波發(fā)生器包括管體，管體通過(guò)隔膜劃分為高壓段和低壓段，管體于低壓段處設(shè)有開(kāi)口，開(kāi)口處設(shè)有可滑動(dòng)的受力板，受力板的橫截面尺寸與低壓段內(nèi)橫截面尺寸相同，所述受力板的外側(cè)設(shè)有垂直向外伸出的連接桿，連接桿的末端與測(cè)試平臺(tái)抵接，所述管體于開(kāi)口的邊緣處設(shè)有限制受力板彈出的阻擋塊。
[0006]作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述測(cè)試平臺(tái)上設(shè)有樣品夾具。
[0007]作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述波形發(fā)生器為半正弦脈沖發(fā)生器或后峰鋸齒脈沖發(fā)生器或梯形脈沖發(fā)生器。
[0008]作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述阻擋塊抵壓于連接桿的外側(cè)面上。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明利用激波發(fā)生器來(lái)在測(cè)試平臺(tái)的兩側(cè)產(chǎn)生壓力差，以對(duì)測(cè)試平臺(tái)施加超高的壓力，使得測(cè)試平臺(tái)產(chǎn)生超高的初始加速度，測(cè)試平臺(tái)可以以所需的運(yùn)動(dòng)速度向底座進(jìn)行沖擊，向樣品提供所需的沖擊測(cè)試環(huán)境。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整體制作成本低，所能達(dá)到的峰值加速度極高，滿(mǎn)足各種樣品的測(cè)試需求。
【附圖說(shuō)明】
[0010]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明:
[0011]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]【附圖說(shuō)明】:1_底座，2-滑桿，3-測(cè)試平臺(tái)，4-波形發(fā)生器，5-管體，6-隔膜，7-高壓段，8-低壓段，9-開(kāi)口，10-受力板，11-連接桿，12-阻擋塊。
【具體實(shí)施方式】
[0013]參照?qǐng)D1，本發(fā)明的一種高加速度沖擊試驗(yàn)機(jī)包括試驗(yàn)臺(tái)和激波發(fā)生器，測(cè)試時(shí)，樣品安裝于試驗(yàn)臺(tái)內(nèi)，激波發(fā)生器利用激波后的高壓氣體對(duì)試驗(yàn)臺(tái)施加大壓力，使得樣品在試驗(yàn)臺(tái)內(nèi)得到極高的加速度完成沖擊測(cè)試。
[0014]具體地，本發(fā)明的試驗(yàn)臺(tái)包括底座1、滑桿2、測(cè)試平臺(tái)3以及波形發(fā)生器4。滑桿2固定于底座I上，其數(shù)量可以為兩個(gè)或以上。測(cè)試平臺(tái)3設(shè)于滑桿2之間，可以在滑桿2上來(lái)回位移。測(cè)試時(shí)，樣品放置固定于測(cè)試平臺(tái)3，為了方便安裝，測(cè)試平臺(tái)3上應(yīng)設(shè)有相應(yīng)的樣品夾具。
[0015]波形發(fā)生器4設(shè)于底座I和測(cè)試平臺(tái)3之間，波形發(fā)生器4可以使得測(cè)試平臺(tái)3產(chǎn)生一定的振動(dòng)，此振動(dòng)效果配合測(cè)試平臺(tái)3的高加速度沖擊效果可以更好地模擬各種沖擊現(xiàn)場(chǎng)，起到更好的測(cè)試效果。一般地，波形發(fā)生器4可以為半正弦脈沖發(fā)生器或后峰鋸齒脈沖發(fā)生器或梯形脈沖發(fā)生器，其中半正弦脈沖主要用于模擬線性系統(tǒng)的撞擊和減速，彈性結(jié)構(gòu)的撞擊等;梯形脈沖用于模擬爆炸等引起的沖擊。
[0016]本發(fā)明的激波發(fā)生器包括管體5，管體5通過(guò)隔膜6劃分為高壓段7和低壓段8，管體5于低壓段8處設(shè)有開(kāi)口 9，開(kāi)口 9處設(shè)有可滑動(dòng)的受力板10，受力板10的橫截面尺寸與低壓段8內(nèi)橫截面尺寸相同。受力板10的外側(cè)設(shè)有垂直向外伸出的連接桿11，連接桿11的末端與測(cè)試平臺(tái)3抵接。管體5于開(kāi)口 9的邊緣處設(shè)有限制受力板10彈出的阻擋塊12。阻擋塊12優(yōu)選抵壓于連接桿11的外側(cè)面上，結(jié)構(gòu)緊湊，使得受力板10的活動(dòng)更加穩(wěn)定。
[0017]測(cè)試開(kāi)始時(shí)，受力板10通過(guò)連接桿11抵接于測(cè)試平臺(tái)3上。當(dāng)高低壓段之間的隔膜6破裂后，生成一道平面激波，此平面激波通過(guò)受力板10、連接桿11傳播到測(cè)試平臺(tái)3上。當(dāng)該平面激波到達(dá)測(cè)試平臺(tái)3之后，生成一道反射激波，反射激波后的氣體運(yùn)動(dòng)速度為零，其壓力與初始?jí)毫?一個(gè)大氣壓)之比有一個(gè)理論解。若假設(shè)初始激波強(qiáng)度為1.3(弱激波，很容易生成)，那反射波后的壓力與初始?jí)毫Φ谋戎导s為3。若壓力比值為3，那么測(cè)試平臺(tái)3兩邊的大氣壓的壓差約為2.0 X 15Pa,假設(shè)測(cè)試平臺(tái)3的面積為600 X 600mm2，則其受到的壓力為7.2 X 104N。若測(cè)試平臺(tái)3和樣品的總質(zhì)量為300kg，則其受到的初始加速度g ’ = 240m/s2，約重力加速度的24倍，因此可以使得測(cè)試平臺(tái)3獲得極大的初始動(dòng)能，從而提高樣品的峰值加速度。
[0018]下面具體說(shuō)明本發(fā)明的沖擊測(cè)試過(guò)程。
[0019](I)首先將測(cè)試平臺(tái)和連接桿分開(kāi)，在測(cè)試平臺(tái)上安裝需要進(jìn)行沖擊試驗(yàn)的樣品。完成樣品安裝之后，重新讓試驗(yàn)臺(tái)和連接桿平穩(wěn)接觸。
[0020](2)根據(jù)試驗(yàn)的需要選擇合理的波形發(fā)生器。
[0021](3)根據(jù)試驗(yàn)所需要達(dá)到的峰值加速度，來(lái)反推試驗(yàn)臺(tái)和樣品所需要達(dá)到的初始速度，從而確定管體高壓段所需要達(dá)到的壓力值。然后根據(jù)預(yù)定的要求，往高壓段充氣，在高壓段上安裝一個(gè)電子壓力表，用于實(shí)時(shí)測(cè)量其內(nèi)部的氣體壓力。
[0022](4)事先在隔膜上安裝電弧，當(dāng)高壓段壓力達(dá)到預(yù)定值之后，將電弧通電，使隔膜破開(kāi)。此時(shí)管體的高、低壓段連通，這是流體力學(xué)中經(jīng)典的尼曼問(wèn)題，將在激波管中形成一道往測(cè)試平臺(tái)方向傳播的平面激波。當(dāng)該平面激波到達(dá)試驗(yàn)臺(tái)之后，使得測(cè)試平臺(tái)兩邊的大氣壓產(chǎn)生極大的壓差，壓力差向測(cè)試平臺(tái)施力，使得測(cè)試平臺(tái)獲得極大的初始動(dòng)能，從而提高樣品的峰值加速度。
[0023](5)當(dāng)受力板右側(cè)存在高壓氣體時(shí)，受力板和測(cè)試平臺(tái)會(huì)受到強(qiáng)的加速運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能不斷增加。當(dāng)測(cè)試平臺(tái)獲得所需的運(yùn)動(dòng)速度時(shí)，阻擋塊可以阻礙受力板對(duì)測(cè)試平臺(tái)的繼續(xù)作用，讓其和測(cè)試平臺(tái)自由分離開(kāi)。然后，測(cè)試平臺(tái)以所需的運(yùn)
[0024](6)試驗(yàn)完成，對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行分析，找出材料和設(shè)計(jì)的缺陷。
[0025]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高加速度沖擊試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:包括試驗(yàn)臺(tái)和激波發(fā)生器，所述試驗(yàn)臺(tái)包括底座、固定于底座上的滑桿以及滑動(dòng)設(shè)于滑桿之間的測(cè)試平臺(tái)，測(cè)試平臺(tái)通過(guò)波形發(fā)生器與底座連接，所述激波發(fā)生器包括管體，管體通過(guò)隔膜劃分為高壓段和低壓段，管體于低壓段處設(shè)有開(kāi)口，開(kāi)口處設(shè)有可滑動(dòng)的受力板，受力板的橫截面尺寸與低壓段內(nèi)橫截面尺寸相同，所述受力板的外側(cè)設(shè)有垂直向外伸出的連接桿，連接桿的末端與測(cè)試平臺(tái)抵接，所述管體于開(kāi)口的邊緣處設(shè)有限制受力板彈出的阻擋塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高加速度沖擊試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:所述測(cè)試平臺(tái)上設(shè)有樣品夾具。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高加速度沖擊試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:所述波形發(fā)生器為半正弦脈沖發(fā)生器或后峰鋸齒脈沖發(fā)生器或梯形脈沖發(fā)生器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高加速度沖擊試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:所述阻擋塊抵壓于連接桿的外側(cè)面上。
【文檔編號(hào)】G01M7/08GK105953997SQ201610559333
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年7月15日
【發(fā)明人】丁舉春, 李驍, 劉永明, 李明峻, 侯衛(wèi)國(guó)
【申請(qǐng)人】蕪湖賽寶信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司