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基于电磁线圈发射器堵转试验的冲击力学加载装置及方法制造方法及图纸

技术编号:46587268 阅读:2 留言:0更新日期:2025-10-10 21:23
本发明专利技术涉及材料动态力学性能测试技术,具体涉及一种基于电磁线圈发射器堵转试验的冲击力学加载装置及方法,装置包括脉冲电源模块、电磁加载模块、约束固定模块及测控系统;通过上位机设定电容充电电压,控制开关导通给电磁加载模块放电生成脉冲电流,电磁线圈产生脉冲磁场使导体电枢感应涡流产生轴向电磁力;刚性约束电枢位置形成堵转,冲击电磁力通过冲击头直接加载至试样上形成冲击应力,通过监测电压、电流、冲击力等监控装置的工作性能,开展材料的动态响应、疲劳损伤及老化累积实验。本发明专利技术装置具有体积小、冲击应力波长及幅值灵活可调,效率高等优点,解决了传统机械冲击装置体积大、冲击应力脉宽不易调控、试验效率低等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料动态力学性能测试,尤其涉及一种基于电磁线圈发射器堵转试验的冲击力学加载装置及方法


技术介绍

1、传统冲击试验装置主要包括落锤式试验机与霍普金森杆(hopkinson杆)。落锤式试验机通过自由落体冲击实现材料抗冲击性能测试,适用于pvc-u管材、pe板材等工程材料的耐外冲击性能评估。霍普金森杆装置基于一维弹性应力波理论,可实现100s-1~10000s-1应变率范围内的动态力学性能测试,广泛应用于材料动态压缩、拉伸及扭转等载荷工况下的力学响应分析。

2、然而传统冲击试验装置存在以下局限性:

3、(1)传统机械冲击装置(如落锤式、hopkinson杆)通常依赖重型机械结构,体积较大;

4、(2)现有基于电磁发射原理的动能冲击试验装置存在冲击应力脉宽不便于调控且部分过短(μs级)的问题,与实际电磁发射场景中发射器筒壁承受的ms级长脉宽应力失配,无法真实模拟筒壁材料的动态力学响应;

5、(3)高重复频率疲劳损伤测试受限于机械结构复位效率,难以满足材料疲劳累积效应的高频次加载测试需求。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于电磁线圈发射器堵转试验的冲击力学加载装置,其特征在于,包括脉冲电源模块(101)、电磁加载模块(102)、试样(103)、约束固定模块(104)和测控系统(105);测控模块(105)依次连接脉冲电源模块(101)、电磁加载模块(102)和约束固定模块(104),试样(103)置于电磁加载模块(102)中;

2.根据权利要求1所述基于电磁线圈发射器堵转试验的冲击力学加载装置,其特征在于,充电机(1013)连接脉冲电容器(1011)两端为其充电,待其达到额定电压后控制闭合开关(1012)给线圈(1021)放电,上位机(1051)实现对充电机(1013)的控制。...

【技术特征摘要】

1.一种基于电磁线圈发射器堵转试验的冲击力学加载装置,其特征在于,包括脉冲电源模块(101)、电磁加载模块(102)、试样(103)、约束固定模块(104)和测控系统(105);测控模块(105)依次连接脉冲电源模块(101)、电磁加载模块(102)和约束固定模块(104),试样(103)置于电磁加载模块(102)中;

2.根据权利要求1所述基于电磁线圈发射器堵转试验的冲击力学加载装置,其特征在于,充电机(1013)连接脉冲电容器(1011)两端为其充电,待其达到额定电压后控制闭合开关(1012)给线圈(1021)放电,上位机(1051)实现对充电机(1013)的控制。

3.根据权利要求1所述基于电磁线圈发射器堵转试验的冲击力学加载装置,其特征在于,续流二极管(1014)反向并联于脉冲电容器(1011)两端时,形成单峰值脉冲波形;若续流二极管(1014)未接入,则形成连续振荡衰减脉冲波形。

4.根据权利要求1所述基于电磁线圈发射器堵转试验的冲击力学加载装置,其特征在于,导体电枢(1022)底部经绝缘底柱(1044)垫高后置于线圈(1021)内;可通过调节绝缘底柱(1044)的高度调节冲击电磁力大小。

5.根据权利要求1所述基于电磁线圈发射器堵转试验的冲击力学加载装置,其特征在于,前钢架(1041)与后钢架(1042)垂直固定于水平钢板(1043)上表面,通过螺栓锁紧,且前钢架(1041)和后钢架(1042)间距可调;前钢架(1041)内表面固定压力传感器(1052),试样(103)紧贴于压力传感器(1052)表面,通过调节前后钢架间距保证冲击头(1023)紧贴试样(103);后钢架(1042)内表面与线圈(1021)通过底部法兰连接固定,用于限制电磁加载时线圈(1021)位移。

6.根据权利要求1所述基于电磁线圈发射器堵转试验的冲击力学加载装置,其特征在于,导体电枢(1022)包括圆柱体(1022-1)和圆台体(1022-2),圆台体(1022-2)上表...

【专利技术属性】
技术研发人员:张亚东李斌
申请(专利权)人:武汉大学
类型:发明
国别省市:

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