一种多功能强冲击模拟试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多功能强冲击模拟试验装置及方法，涉及气动冲击设备技术领域，包括动力装置、滑动工作台面、前挡板、前挡板缓冲垫、后挡板和后挡板缓冲垫；前挡板和后挡板相对设置，前挡板和后挡板之间设置有一对相互平行的滑轨，每个滑轨上均套接有至少一个直线滑块，滑动工作台面设置在直线滑块上并与直线滑块螺接，前挡板内侧和后挡板内侧分别设置有前挡板缓冲垫和后挡板缓冲垫。本发明专利技术中以冲击响应谱冲击台或高速冲击气缸为动力装置向滑动工作台面提供冲击动力，可实现在一次冲击过程中，先后产生正反2个方向的2次经典冲击，并能对冲击加速度波形进行放大，还可实现单一方向的经典冲击和复杂瞬态冲击。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能强冲击模拟试验装置及方法
本专利技术涉及气动冲击设备
，具体涉及一种多功能强冲击模拟试验装置及方法。
技术介绍
武器和一些高可靠性机电产品和设备，在其工作过程中要经受上千g的冲击过载(g指的是重力加速度)，同时，在实验室中模拟高g冲击试验是检验高可靠性机电产品和设备工作可靠性的重要手段。目前，气动式水平冲击响应谱冲击台和摆锤式冲击响应谱水平冲击台通过能量重锤撞击冲击加速度台面(冲击响应板)可产生复杂震荡冲击加速度波形，常用来考核产品的冲击响应特性和耐振荡冲击能力。但由于能量重锤的速度较慢，撞击冲击响应板产生的冲击加速度的幅值有限，且冲击响应谱冲击台只能产生复杂瞬态冲击，无法直接进行半正弦、三角波等经典冲击，功能较为单一。标准锤击试验机、高加速度跌落台、气动式冲击台、气体炮冲击试验设备通常只能用来产生单一方向的经典冲击脉冲。而国军标要求受试装备在冲击试验中应承受足够次数和轴向的强冲击，例如要求在三个正交轴的每一轴的两个方向上至少各进行三次冲击，实验次数多，时间长，工装复杂，增加了试验成本。因此，本申请提出一种多功能强冲击模拟试验装置及方法，解决现有技术存在的问题。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种多功能强冲击模拟试验装置。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种多功能强冲击模拟试验装置，包括动力装置和多功能强冲击装置，所述多功能强冲击装置包括滑动工作台面、前挡板、前挡板缓冲垫、后挡板和后挡板缓冲垫；所述前挡板和后挡板相对设置，所述前挡板和后挡板之间的距离可调节，所述前挡板和后挡板之间设置有一对相互平行的滑轨，每个所述滑轨上均套接有至少一个直线滑块，所述滑动工作台面设置在所述直线滑块上并与所述直线滑块螺接，所述滑动工作台面两侧均设置有冲击头，所述前挡板内侧和后挡板内侧分别设置有前挡板缓冲垫和后挡板缓冲垫，所述前挡板缓冲垫和后挡板缓冲垫用于产生毫秒级冲击脉宽(通常为0.1ms～10ms)的经典冲击波形，所述前挡板缓冲垫和所述后挡板缓冲垫的厚度与冲击脉宽正相关，所述滑动工作台面用于安装被测试样品和加速度传感器，所述动力装置为所述滑动工作台面提供冲击动力。优选地，所述动力装置为气动水平冲击响应谱冲击台，所述前挡板和后挡板均安装在所述气动水平冲击响应谱冲击台的冲击响应板上。优选地，所述动力装置包括高速冲击气缸和水平金属底座，所述后挡板中间开设有撞击通孔，所述高速冲击气缸包括冲击气缸和气缸活塞杆，所述冲击气缸、后挡板和前挡板依次安装在所述水平金属底座上，所述气缸活塞杆与所述后挡板之间具有间隙，所述气缸活塞杆能够在气压驱动下可快速伸出并穿过所述撞击通孔与所述滑动工作台面的冲击头高速撞击。优选地，每个所述滑轨上均套接有两个直线滑块。本专利技术的另一目的在于提供一种多功能强冲击模拟试验方法，包括以下步骤：步骤1、将所述前挡板和后挡板安装于所述气动水平冲击响应谱冲击台的冲击响应板上；步骤2、将被测试样品和加速度传感器安装在所述滑动工作台面上；步骤3、所述气动水平冲击响应谱冲击台正常工作，当能量重锤撞击所述冲击响应板时，所述冲击响应板与所述前挡板和后挡板同步产生冲击振荡，所述滑动工作台面由于处于所述滑轨上保持相对静止，在所述冲击响应板的第一个冲击振荡主波的前半周期，所述后挡板向前运动碰撞静止的滑动工作台面，此时所述滑动工作台面上的测试样品发生第1次半正弦强冲击；步骤5、所述滑动工作台面在和所述后挡板发生第1次强冲击后沿所述滑轨向前作直线运动，同时所述冲击响应板和所述前挡板、后挡板在水平方向上将产生持续的冲击振荡并逐渐衰减，当所述冲击响应板和所述前挡板、后挡板进入第一个冲击振荡主波的后半周期，此时所述滑动工作台面与前挡板相向运动并实现对撞，由此产生第2次半正弦强冲击，由于在第1次碰撞和所述滑动工作台面滑动过程中的动能损失，第2次冲击能量约为第一次冲击1.0～1.4倍左右，第二次冲击和第一次冲击反向，根据所述冲击响应板振荡频率调节前后所述前挡板和后挡板之间的距离和缓冲垫厚度，控制所述滑动工作台面和前挡板第2次撞击的加速度波形；随后，所述滑动工作台面和所述前挡板、后挡板发生多次碰撞，从第3次碰撞开始的碰撞加速度都远小于前两次碰撞的冲击加速度，可以忽略。优选地，当只做1次单方向强冲击试验时，将第1次撞击设置为强冲击，同时加厚所述前挡板缓冲垫的厚度以降低第2次碰撞加速度；当所述滑动工作台面和所述后挡板发生第1次强冲击后向前运动，由于加厚缓冲垫的缓冲作用，与所述前挡板的第2次碰撞加速度远低于第一次碰撞加速度，故后续的弱碰撞可以忽略；当只做1次单方向强冲击试验时，将第2次撞击设置为强冲击，同时加厚所述后挡板缓冲垫的厚度以延长碰撞时间，降低第1次碰撞加速度，使第1次碰撞可忽略。优选地，被测试样品和所述滑动工作台面的总质量小于所述冲击响应板的质量。本专利技术的另一目的在于提供另一种多功能强冲击模拟试验方法，包括以下步骤：步骤1：将所述高速冲击气缸、前挡板和后挡板均安装在所述水平金属底座上；步骤2：所述气缸活塞杆从所述冲击气缸中快速伸缩，所述气缸活塞杆在伸出行程中穿过所述后挡板并不与所述后挡板接触，所述气缸活塞杆能够在气压驱动下继续伸出并穿过所述后挡板的撞击通孔并碰撞所述滑动工作台面的冲击头；所述滑动工作台面与所述气缸活塞杆发生第1次碰撞后向前运动，与所述前挡板发生第2次碰撞，2次碰撞的加速度方向相反。优选地，缩短所述前挡板和后挡板之间距离，调整所述前挡板缓冲垫和后挡板缓冲垫的厚度、形状、弹性、材质以及所述滑轨的长度进行经典冲击或复杂瞬态脉冲冲击。本专利技术提供的多功能强冲击模拟试验装置及方法具有以下有益效果：(1)在传统气动水平冲击响应谱冲击台的冲击加速度台面(冲击响应板)上增加多功能强冲击装置，实现对冲击响应谱冲击的滤波和放大，在冲击响应谱冲击台上实现在一次实验中对试样进行两次方向相反的半正弦冲击，并抑制冲击过程中的杂波，2次半正弦冲击均可将原冲击加速度台面冲击能量放大。另外通过使用不同厚度和材质的缓冲垫，可分别调节2次半正弦冲击波形的峰值和脉宽，也可实现单次半正弦冲击。(2)该装置也可以直接和高速冲击气缸配合工作，将高速冲击气缸和多功能强冲击装置均安装在水平金属底座上，通过高速冲击气缸冲击静止的滑动工作台，滑动工作台面再与前挡板碰撞，使滑动工作台面发生2个量值相当，方向相反的半正弦冲击，通过在前挡板处加厚缓冲材料，降低第二次冲击能量，也可使之实现单次经典冲击。附图说明图1为本专利技术实施例1的多功能强冲击模拟试验装置的结构示意图(前挡板和后档板之间距离调大时)；图2为本专利技术实施例1的多功能强冲击模拟试验装置的结构示意图(前挡板和后档板之间距离调小时)；图3为本专利技术实施例1的气动冲击响应谱冲击台的冲击响应板在能量重锤撞击后，冲击响应板上安装的加速度传感器采集到的振荡冲击加速度曲线；图4为本专利技术实施例1的安装在气动冲击响应谱冲击台上的多功能强冲击装置在能量重锤撞击冲击响应板后，滑动工作台面上安装的加速度传感器采集到的先后2次方向相反的半正弦冲击加速度曲线。图5为本专利技术实施例2的多功能强冲击模拟试验装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能强冲击模拟试验装置，其特征在于，包括动力装置和多功能强冲击装置，所述多功能强冲击装置包括滑动工作台面(2)、前挡板(3)、前挡板缓冲垫(4)、后挡板(5)和后挡板缓冲垫(6)；所述前挡板(3)和后挡板(5)相对设置，所述前挡板(3)和后挡板(5)之间的距离可调节，所述前挡板(3)和后挡板(5)之间设置有一对相互平行的滑轨(8)，每个所述滑轨(8)上均套接有至少一个直线滑块(11)，所述滑动工作台面(2)设置在所述直线滑块(11)上并与所述直线滑块(11)螺接，所述滑动工作台面(2)两侧均设置有冲击头(10)，所述前挡板(3)内侧和后挡板(5)内侧分别设置有前挡板缓冲垫(4)和后挡板缓冲垫(6)，所述前挡板缓冲垫(4)和后挡板缓冲垫(6)用于产生毫秒级冲击脉宽的经典冲击波形，所述前挡板缓冲垫(4)和所述后挡板缓冲垫(6)的厚度与冲击脉宽正相关，所述滑动工作台面(2)用于安装被测试样品和加速度传感器，所述动力装置为所述滑动工作台面(2)提供冲击动力。

【技术特征摘要】
1.一种多功能强冲击模拟试验装置，其特征在于，包括动力装置和多功能强冲击装置，所述多功能强冲击装置包括滑动工作台面(2)、前挡板(3)、前挡板缓冲垫(4)、后挡板(5)和后挡板缓冲垫(6)；所述前挡板(3)和后挡板(5)相对设置，所述前挡板(3)和后挡板(5)之间的距离可调节，所述前挡板(3)和后挡板(5)之间设置有一对相互平行的滑轨(8)，每个所述滑轨(8)上均套接有至少一个直线滑块(11)，所述滑动工作台面(2)设置在所述直线滑块(11)上并与所述直线滑块(11)螺接，所述滑动工作台面(2)两侧均设置有冲击头(10)，所述前挡板(3)内侧和后挡板(5)内侧分别设置有前挡板缓冲垫(4)和后挡板缓冲垫(6)，所述前挡板缓冲垫(4)和后挡板缓冲垫(6)用于产生毫秒级冲击脉宽的经典冲击波形，所述前挡板缓冲垫(4)和所述后挡板缓冲垫(6)的厚度与冲击脉宽正相关，所述滑动工作台面(2)用于安装被测试样品和加速度传感器，所述动力装置为所述滑动工作台面(2)提供冲击动力。2.根据权利要求1所述的多功能强冲击模拟试验装置，其特征在于，所述动力装置为气动水平冲击响应谱冲击台，所述前挡板(3)和后挡板(5)均安装在所述气动水平冲击响应谱冲击台的冲击响应板(7)上。3.根据权利要求1所述的多功能强冲击模拟试验装置，其特征在于，所述动力装置包括高速冲击气缸和水平金属底座(9)，所述后挡板(5)中间开设有撞击通孔，所述高速冲击气缸包括冲击气缸(12)和气缸活塞杆(13)，所述冲击气缸(12)、后挡板(5)和前挡板(3)依次安装在所述水平金属底座(9)上，所述气缸活塞杆(13)与所述后挡板(5)之间具有间隙，所述气缸活塞杆(13)能够在气压驱动下快速伸出并穿过所述撞击通孔与所述滑动工作台面(2)的冲击头(10)高速撞击。4.根据权利要求1所述的多功能强冲击模拟试验装置，其特征在于，每个所述滑轨(8)上均套接有两个直线滑块(11)。5.如权利要求1或2所述的多功能强冲击模拟试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将所述前挡板(3)和后挡板(5)安装于所述气动水平冲击响应谱冲击台的冲击响应板(7)上；步骤2、将被测试样品和加速度传感器安装在所述滑动工作台面(2)上；步骤3、所述气动水平冲击响应谱冲击台正常工作，当能量重锤撞击所述冲击响应板(7)时，所述冲击响应板(7)与所述前挡板(3)和后挡板(5)同步产生冲击振荡，所述滑动工作台面(2)由于处于所述滑轨(8)上保持相对静止，在所述冲击响应板(7)的第一个冲击振荡主波的前半周期，所述后挡板(5)向前运动碰撞静止的滑动工作台面(2)，此时所述滑动工作台面(2)上的测试样品发生第1次半正弦强冲击；步骤5、所述滑动工作台面(2)在和所述后挡板(5)发生第1次强冲击后沿所述滑轨(8)向前...

【专利技术属性】
技术研发人员：李波，安晓红，张亚，李世中，
申请(专利权)人：中北大学，山西太机众智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14