机械连接接头高速冲击试验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种机械连接接头高速冲击试验装置及试验方法，用于解决现有试验装置实用性差的技术问题。技术方案是所述装置包括应力波放大器、感应线圈、放电线圈、拉伸杆、前夹头、后夹头、压力传感器、工作台和缓冲板，实现了冲击剪切装置和拉脱试验装置一体化。所述试验方法包括直截加载试验方法和撞击加载试验方法。具有冲击速度高，冲击载荷幅值和脉宽精确控制的优点，实用性好。本发明专利技术利用直截加载实现长脉宽、中低速冲击测试加载，冲击速度范围为1m·s

【技术实现步骤摘要】
机械连接接头高速冲击试验装置及试验方法
本专利技术涉及一种机械连接接头高速冲击试验装置，还涉及一种利用所述装置进行机械连接接头高速冲击试验的方法。
技术介绍
结构连接中，出于传载的需要机械连接方法被广泛使用。多数情况下，机械连接接头受到冲击载荷的作用，例如飞鸟对飞机撞击、爆炸对结构的冲击、交通事故中的高速碰撞等。冲击载荷作用下，机械连接接头力学性能响应与准静态加载下有很大不同，随着冲击速度的增加，结构通常表现出刚度上升、屈服应力增加、失效模式对应变率敏感等现象。为了满足机械连接接头冲击性能的设计和优化要求，准确有效的对结构动态力学响应进行测试十分必要。机械连接接头的剪切强度和拉脱强度是结构设计的重要指标之一，其冲击力学响应通常采用落锤试验和摆锤试验进行测量。落锤试验和摆锤试验均基于重力加载，很难实现高速冲击加载，例如20m·s-1冲击速度要求冲击高度达20m，不同冲击应变亦需要不同尺寸的落锤，试验操作繁琐。实际中，汽车撞击速度从10m·s-1～35m·s-1不等，民用飞机鸟撞速度约250m·s-1，歼击机鸟撞速度更是达600m·s-1以上，这些情况下落锤试验和摆锤试验显然无法满足接头本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械连接接头高速冲击试验装置，其特征在于：包括应力波放大器(1)、感应线圈(2)、放电线圈(3)、拉伸杆(4)、前夹头(6)、后夹头(10)、压力传感器(14)、工作台(15)和缓冲板(16)；所述的应力波放大器(1)为锥形结构，中心开通孔，感应线圈(2)为带中心圆孔的圆饼形紫铜板，通过螺栓连接到应力波放大器(1)上；放电线圈(3)为带中心通孔的饼状线圈，利用螺栓固定在工作台(15)上，拉伸杆(4)分为拉伸短杆(20)和拉伸长杆(21)，拉伸短杆(20)用于长脉宽、中低速冲击加载，一端带凸台，另一端有外螺纹，中间段为光杆，依次与放电线圈(3)、感应线圈(2)和应力波放大器(1)间隙配合，拉...

【技术特征摘要】
1.一种机械连接接头高速冲击试验装置，其特征在于：包括应力波放大器(1)、感应线圈(2)、放电线圈(3)、拉伸杆(4)、前夹头(6)、后夹头(10)、压力传感器(14)、工作台(15)和缓冲板(16)；所述的应力波放大器(1)为锥形结构，中心开通孔，感应线圈(2)为带中心圆孔的圆饼形紫铜板，通过螺栓连接到应力波放大器(1)上；放电线圈(3)为带中心通孔的饼状线圈，利用螺栓固定在工作台(15)上，拉伸杆(4)分为拉伸短杆(20)和拉伸长杆(21)，拉伸短杆(20)用于长脉宽、中低速冲击加载，一端带凸台，另一端有外螺纹，中间段为光杆，依次与放电线圈(3)、感应线圈(2)和应力波放大器(1)间隙配合，拉伸长杆(21)用于短脉宽、高速冲击加载，其结构与拉伸短杆(20)相同；前紧固螺母(5)与拉伸杆(4)的螺纹段连接；前夹头(6)分为前拉脱夹头(22)和前拉伸夹头(25)，前拉脱夹头(22)用于拉脱试验，为C形带弯钩结构，前拉伸夹头(25)用于拉伸试验，为C形结构，在竖直方向开圆形通孔，两前夹头中心加工相同螺纹通孔；后夹头(10)分为后拉脱夹头(23)和后拉伸夹头(26)，后拉脱夹头(23)用于拉脱试验，为C形带弯钩结构，后拉伸夹头(26)用于拉伸试验，为C形结构，在竖直方向开圆形通孔，两后夹头中心加工相同螺纹通孔；拉脱实验时，拉脱试件(24)通过预紧力夹持到前拉脱夹头(22)和后拉脱夹头(23)之间；拉伸实验时，剪切试件(8)通过前固定销钉(7)和后固定销钉(9)连接到前拉伸夹头(25)和后拉伸夹头(26)之间；固定轴(12)一端有外螺纹并分别与后夹头(10)、后紧固螺母(11)螺纹连接，另一端带凸台，凸台与压力传感器(14)表面接触配合；固定板(13)、压力传感器(14)分别有等直径的中心通孔，固定轴(12)通过中心通孔分别与固定板(13)、压力传感器(14)间隙配合；工作台(15)对整体装置提供支撑，缓冲板(16)为中空橡胶垫，为应力波放大器(1)提供缓冲；放电电容(17)、等效电阻(18)、放电开关(19)串联，控制放电线圈(3)放电。2.一种利用权利要求1所述装置进行机械连接接头高速冲击试验的方法，其特征在于包括以下步骤：包括直截加载冲击剪切试验方法和撞击加载冲击剪切试验方法；直截加载利用电磁力应力波直截对试件实施冲击加载，放电电压控制最大等效撞击速度，放电电容控制冲击脉宽；根据RLC放电回路特征和电磁感应原理，其加载过程中电磁力峰值计算公式为：其中：Fmax为电磁力峰值；K为RLC放电回路常数；U0为放电电压；相应的拉伸短杆(20)中最大加载应力为：其中：σmax为最大加载应力；M为应力波放大器(1)的倍数；S为感应线圈(2)的面积；由于应力波放大器(1)和拉伸短杆(20)材料和接触面积均相同，其波阻抗一致，根据一维杆撞击响应方程得到最大等效撞击速度计算公式：其中：Vmax为最大等效撞击速度；ρ0为拉伸短杆(20)的密度；C0为应力波在拉伸短杆(20)内的传播速度；将公式(2)代入公式(3)得到最大等效撞击速度与放电电压关系式：直截加载方法下冲击脉宽与电磁力脉宽相同，其大小等于RLC放电回路半周期，计算公式为：其中：T为电磁力脉宽；L为放电回路等效电感值；C为放电电容(17)的电容量；R为放电回路等效电阻(18)的阻值；直截加载实现长脉宽、中低速冲击测试加载，冲击速度范围为1m·s-1～50m·s-1，冲击脉宽为0.5ms～6.5ms；直截加载冲击剪切试验具体步骤为：步骤一、安装拉伸夹头；拉伸杆(4)选用拉伸短杆(20)，并依次与放电线圈(3)、感应线圈(2)和应力波放大器(1)间隙配合，拉伸短杆(20)的凸台端面与应力波放大器(1)的小端面贴合，感应线圈(2)与放电线圈(3)贴合；前夹头(6)和后夹头(10)分别选择前拉伸夹头(25)和后拉伸夹头(26)，两个拉伸夹头分别与拉伸短杆(20)和固定轴(12)螺纹端连接；步...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹增强，左杨杰，李可，包程凯，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61