一種高加速度沖擊試驗機的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高加速度沖擊試驗機，包括試驗臺和激波發(fā)生器，所述試驗臺包括底座、滑桿以及測試平臺，測試平臺通過波形發(fā)生器與底座連接，所述激波發(fā)生器包括管體，管體通過隔膜劃分為高壓段和低壓段，管體于低壓段處設(shè)有開口，開口處設(shè)有可滑動的受力板，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，連接桿的末端與測試平臺抵接，所述管體于開口的邊緣處設(shè)有阻擋塊。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，整體制作成本低，所能達到的峰值加速度極高，滿足各種樣品的測試需求。
【專利說明】
一種高加速度沖擊試驗機
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種產(chǎn)品可靠性試驗裝置，具體為一種高加速度沖擊試驗機。
【背景技術(shù)】
[0002]強沖擊試驗是為了考核驗證材料或者產(chǎn)品抗強沖擊的能力。近幾十年來，隨著航空、航天、兵器等行業(yè)的迅速發(fā)展，對新材料以及某些零部件提出了更高的抗沖擊要求，因此，強沖擊試驗的需求也日益增多。這類試驗要求過載量值小到幾十到幾百個g，大到幾千甚至幾萬個g。目前并沒有合適的試驗裝置能夠滿足上述測試要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種可以滿足沖擊試驗要求的高加速度沖擊試驗機，其結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低，可完成各種新材料及零部件的抗沖擊測試。
[0004]本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種高加速度沖擊試驗機，包括試驗臺和激波發(fā)生器，所述試驗臺包括底座、固定于底座上的滑桿以及滑動設(shè)于滑桿之間的測試平臺，測試平臺通過波形發(fā)生器與底座連接，所述激波發(fā)生器包括管體，管體通過隔膜劃分為高壓段和低壓段，管體于低壓段處設(shè)有開口，開口處設(shè)有可滑動的受力板，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，連接桿的末端與測試平臺抵接，所述管體于開口的邊緣處設(shè)有限制受力板彈出的阻擋塊。
[0006]作為優(yōu)選的實施方式，所述測試平臺上設(shè)有樣品夾具。
[0007]作為優(yōu)選的實施方式，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)生器來在測試平臺的兩側(cè)產(chǎn)生壓力差，以對測試平臺施加超高的壓力，使得測試平臺產(chǎn)生超高的初始加速度，測試平臺可以以所需的運動速度向底座進行沖擊，向樣品提供所需的沖擊測試環(huán)境。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，整體制作成本低，所能達到的峰值加速度極高，滿足各種樣品的測試需求。
【附圖說明】
[0010]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】進行進一步的說明:
[0011]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]【附圖說明】:1_底座，2-滑桿，3-測試平臺，4-波形發(fā)生器，5-管體，6-隔膜，7-高壓段，8-低壓段，9-開口，10-受力板，11-連接桿，12-阻擋塊。
【具體實施方式】
[0013]參照圖1，本發(fā)明的一種高加速度沖擊試驗機包括試驗臺和激波發(fā)生器，測試時，樣品安裝于試驗臺內(nèi)，激波發(fā)生器利用激波后的高壓氣體對試驗臺施加大壓力，使得樣品在試驗臺內(nèi)得到極高的加速度完成沖擊測試。
[0014]具體地，本發(fā)明的試驗臺包括底座1、滑桿2、測試平臺3以及波形發(fā)生器4?；瑮U2固定于底座I上，其數(shù)量可以為兩個或以上。測試平臺3設(shè)于滑桿2之間，可以在滑桿2上來回位移。測試時，樣品放置固定于測試平臺3，為了方便安裝，測試平臺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和測試平臺3之間，波形發(fā)生器4可以使得測試平臺3產(chǎn)生一定的振動，此振動效果配合測試平臺3的高加速度沖擊效果可以更好地模擬各種沖擊現(xiàn)場，起到更好的測試效果。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)有開口 9，開口 9處設(shè)有可滑動的受力板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的末端與測試平臺3抵接。管體5于開口 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的活動更加穩(wěn)定。
[0017]測試開始時，受力板10通過連接桿11抵接于測試平臺3上。當高低壓段之間的隔膜6破裂后，生成一道平面激波，此平面激波通過受力板10、連接桿11傳播到測試平臺3上。當該平面激波到達測試平臺3之后，生成一道反射激波，反射激波后的氣體運動速度為零，其壓力與初始壓力(一個大氣壓)之比有一個理論解。若假設(shè)初始激波強度為1.3(弱激波，很容易生成)，那反射波后的壓力與初始壓力的比值約為3。若壓力比值為3，那么測試平臺3兩邊的大氣壓的壓差約為2.0 X 15Pa,假設(shè)測試平臺3的面積為600 X 600mm2，則其受到的壓力為7.2 X 104N。若測試平臺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，因此可以使得測試平臺3獲得極大的初始動能，從而提高樣品的峰值加速度。
[0018]下面具體說明本發(fā)明的沖擊測試過程。
[0019](I)首先將測試平臺和連接桿分開，在測試平臺上安裝需要進行沖擊試驗的樣品。完成樣品安裝之后，重新讓試驗臺和連接桿平穩(wěn)接觸。
[0020](2)根據(jù)試驗的需要選擇合理的波形發(fā)生器。
[0021](3)根據(jù)試驗所需要達到的峰值加速度，來反推試驗臺和樣品所需要達到的初始速度，從而確定管體高壓段所需要達到的壓力值。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電子壓力表，用于實時測量其內(nèi)部的氣體壓力。
[0022](4)事先在隔膜上安裝電弧，當高壓段壓力達到預(yù)定值之后，將電弧通電，使隔膜破開。此時管體的高、低壓段連通，這是流體力學中經(jīng)典的尼曼問題，將在激波管中形成一道往測試平臺方向傳播的平面激波。當該平面激波到達試驗臺之后，使得測試平臺兩邊的大氣壓產(chǎn)生極大的壓差，壓力差向測試平臺施力，使得測試平臺獲得極大的初始動能，從而提高樣品的峰值加速度。
[0023](5)當受力板右側(cè)存在高壓氣體時，受力板和測試平臺會受到強的加速運動，其動能不斷增加。當測試平臺獲得所需的運動速度時，阻擋塊可以阻礙受力板對測試平臺的繼續(xù)作用，讓其和測試平臺自由分離開。然后，測試平臺以所需的運
[0024](6)試驗完成，對試驗樣品進行分析，找出材料和設(shè)計的缺陷。
[0025]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，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、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種高加速度沖擊試驗機，其特征在于:包括試驗臺和激波發(fā)生器，所述試驗臺包括底座、固定于底座上的滑桿以及滑動設(shè)于滑桿之間的測試平臺，測試平臺通過波形發(fā)生器與底座連接，所述激波發(fā)生器包括管體，管體通過隔膜劃分為高壓段和低壓段，管體于低壓段處設(shè)有開口，開口處設(shè)有可滑動的受力板，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，連接桿的末端與測試平臺抵接，所述管體于開口的邊緣處設(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機，其特征在于:所述測試平臺上設(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機，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機，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】G01M7/08GK105953997SQ201610559333
【公開日】2016年9月21日
【申請日】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
【申請人】蕪湖賽寶信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司