一種改善力學(xué)沖擊試驗(yàn)中梯形波波形的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種改善力學(xué)沖擊試驗(yàn)中梯形波波形的方法，包括：提供分立設(shè)置的氣缸體和沖擊座（6），所述氣缸體包括主要由底座（1）、缸筒（2）、缸蓋（3）組合形成的腔體和設(shè)于所述腔體內(nèi)的活塞（4），其中，在所述氣缸體內(nèi)，于底座（1）和活塞（4）之間還設(shè)有密封工作腔（7），所述工作腔（7）內(nèi)填充有具有設(shè)定壓力的緩沖氣體；以及，將所述氣缸體和沖擊座（6）中的任一者與沖擊試驗(yàn)臺(tái)的工作臺(tái)面（11）固定連接，另一者與沖擊試驗(yàn)臺(tái)的砧座（10）固定連接。本發(fā)明通過(guò)改進(jìn)波形發(fā)生裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)，使得沖擊產(chǎn)生的波形曲線(xiàn)接近理想梯形波曲線(xiàn)，且波形穩(wěn)定，可廣泛應(yīng)用于各類(lèi)力學(xué)沖擊試驗(yàn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種改善力學(xué)沖擊試驗(yàn)中梯形波波形的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用波形發(fā)生方法，特別涉及一種通過(guò)調(diào)整波形發(fā)生裝置機(jī)械機(jī)構(gòu)而改善力學(xué)沖擊試驗(yàn)中梯形波波形的方法，屬于力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]梯形波發(fā)生裝置是一種用于力學(xué)沖擊試驗(yàn)的信號(hào)發(fā)生裝置，廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品的沖擊試驗(yàn)，t旲擬某些廣品在工作環(huán)境中所受的沖擊，考核廣品在受梯形波沖擊環(huán)境下功能的可靠性和結(jié)構(gòu)的完好性。參閱圖la，現(xiàn)有梯形波發(fā)生裝置主要為一體式結(jié)構(gòu)，由底座1、缸筒2、缸蓋3、活塞4、緩沖裝置5、活塞桿8、沖擊頭9等組成。在進(jìn)行梯形波沖擊試驗(yàn)時(shí)，將梯形波發(fā)生裝置安裝在沖擊試驗(yàn)臺(tái)上，一般有兩種安裝方式:一種是正裝，即把梯形波發(fā)生裝置安裝在沖擊試驗(yàn)臺(tái)的砧座10上；另一種是反裝，即把梯形波發(fā)生裝置安裝在沖擊試驗(yàn)臺(tái)的工作臺(tái)面11上。安裝完畢后，進(jìn)行一次常規(guī)沖擊試驗(yàn)。在沖擊過(guò)程中，沖擊頭9受撞擊后通過(guò)活塞桿8傳遞沖擊力至活塞4，活塞4壓縮工作腔7內(nèi)氣體至一定體積后又恢復(fù)原狀。整個(gè)過(guò)程中，工作腔7體積發(fā)生變化，設(shè)為Λ V，而整個(gè)工作腔7的體積設(shè)為V，當(dāng)Λ V遠(yuǎn)小于V時(shí)，則(V— AV ) / 1，即可近似認(rèn)為工作腔7體積沒(méi)有發(fā)生變化，由理想氣體狀態(tài)方程P.V / T=恒量(其中P為壓強(qiáng)，V為體積，T為熱力學(xué)溫度)可知，沖擊過(guò)程中可近似認(rèn)為工作腔7壓強(qiáng)沒(méi)有發(fā)生變化。又由F = P.A=m.a(其中A為活塞受力面積，m為運(yùn)動(dòng)部件總質(zhì)量，a為沖擊加速度)可知，在A、m不變的情況下，沖擊加速度a恒定，即可得到圖1b所示的理想梯形波(黑實(shí)線(xiàn))。
[0003]然則，在實(shí)際情況下，使用現(xiàn)有的梯形波發(fā)生裝置，得到的波形都有些缺陷。在正裝的情況下，工作臺(tái)面11與沖擊頭9剛發(fā)生碰撞的瞬間，即波形上升沿，會(huì)產(chǎn)生不同程度的過(guò)沖現(xiàn)象，波形如圖1c所示。
[0004]而在反裝的情況下，整個(gè)沖擊過(guò)程中，工作臺(tái)面始終與梯形波發(fā)生裝置剛性連接，這種形式對(duì)于正裝時(shí)產(chǎn)生的過(guò)沖現(xiàn)象有很好的抑制作用，但在沖擊結(jié)束的一剎那，即波形下降沿，梯形波發(fā)生裝置內(nèi)部活塞4反彈撞擊缸蓋3產(chǎn)生不同程度的過(guò)沖現(xiàn)象，并傳導(dǎo)給工作臺(tái)面11，波形如圖1d所示。
[0005]現(xiàn)有改善梯形波波形的方法主要是通過(guò)修改濾波電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種方法雖然簡(jiǎn)單，得到的梯形波波形也較好，但沖擊試驗(yàn)實(shí)際測(cè)得的波形(即作用在試件上的波形)并沒(méi)有因?yàn)闉V波電路的改變而得到改善，所以并沒(méi)有從本質(zhì)上解決波形不好的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種通過(guò)改進(jìn)波形發(fā)生裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)而改善梯形波波形的方法，其能從本質(zhì)上解決力學(xué)沖擊試驗(yàn)中梯形波波形不好的問(wèn)題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
一種改善力學(xué)沖擊試驗(yàn)中梯形波波形的方法，其特征在于，包括: 提供分立設(shè)置的氣缸體和沖擊座，所述氣缸體包括主要由底座、缸筒、缸蓋組合形成的腔體和設(shè)于所述腔體內(nèi)的活塞，其中，在所述氣缸體內(nèi)，于底座和活塞之間還設(shè)有密封工作腔，所述工作腔內(nèi)填充有具有設(shè)定壓力的緩沖氣體；以及
將所述氣缸體和沖擊座中的任一者與沖擊試驗(yàn)臺(tái)的工作臺(tái)面固定連接，另一者與沖擊試驗(yàn)臺(tái)的站座固定連接。
[0008]進(jìn)一步的，所述活塞和缸蓋之間還設(shè)有緩沖裝置。
[0009]作為可以實(shí)施的方案之一，所述緩沖裝置包括緩沖墊。
[0010]所述缸筒分別與所述底座和缸蓋固定連接。
[0011]作為較為優(yōu)選的實(shí)施方案之一，所述缸筒經(jīng)螺紋結(jié)構(gòu)與所述底座和缸蓋固定連接。
[0012]優(yōu)選的，所述缸蓋上還設(shè)有至少可供所述沖擊座的一端部伸入氣缸體內(nèi)部，并與活塞配合的通孔。
[0013]作為可以實(shí)施的方案之一，所述氣缸體與沖擊試驗(yàn)臺(tái)的工作臺(tái)面剛性連接，所述沖擊座與沖擊試驗(yàn)臺(tái)的砧座剛性連接。
[0014]進(jìn)一步的,所述緩沖氣體包括氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w。
[0015]優(yōu)選的，所述活塞上開(kāi)設(shè)有導(dǎo)向溝槽，所述導(dǎo)向溝槽內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向帶。
[0016]優(yōu)選的，所述底座及活塞上開(kāi)有密封溝槽，并裝入密封圈，從而在底座與活塞之間形成一個(gè)密封的工作腔。
[0017]本發(fā)明通過(guò)對(duì)現(xiàn)有梯形波發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，特別是將氣缸體與沖擊座分立設(shè)置，且在應(yīng)用時(shí)，分別將氣缸體和沖擊座安裝在沖擊試驗(yàn)臺(tái)的工作臺(tái)面或砧座上，且在氣缸體內(nèi)部的工作腔充入適當(dāng)壓力的緩沖氣體，然后進(jìn)行常規(guī)沖擊試驗(yàn)，當(dāng)沖擊座與活塞以一定的初速度發(fā)生碰撞，工作腔內(nèi)氣體體積及壓強(qiáng)發(fā)生變化后再恢復(fù)原狀，采集這個(gè)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)部件上的加速度信號(hào)，并將其在時(shí)域上繪出，即可產(chǎn)生一個(gè)類(lèi)似梯形的波形曲線(xiàn)。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明通過(guò)對(duì)波形發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行小幅調(diào)整，使得沖擊試驗(yàn)實(shí)際產(chǎn)生的波形曲線(xiàn)接近理想梯形波曲線(xiàn)，且波形穩(wěn)定，從本質(zhì)上解決了力學(xué)沖擊試驗(yàn)中梯形波波形不好的問(wèn)題，可廣泛應(yīng)用于各類(lèi)力學(xué)沖擊試驗(yàn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1a是現(xiàn)有梯形波發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖1b是理想梯形波的譜圖；
圖1c是正裝情況下，利用現(xiàn)有梯形波發(fā)生裝置獲得的波形譜圖；
圖1d是反裝情況下，利用現(xiàn)有梯形波發(fā)生裝置獲得的波形譜圖；
圖2是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的應(yīng)用狀態(tài)示意圖之一；
圖4是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的應(yīng)用狀態(tài)示意圖之二；
圖5是利用本發(fā)明一較佳實(shí)施例所獲梯形波譜圖(含容差帶)；
附圖標(biāo)記說(shuō)明:1_底座、2-缸筒、3-缸蓋、4-活塞、5-緩沖裝置、6-沖擊座、7-工作腔、8-活塞桿、9-沖擊頭、10砧座、11-工作臺(tái)面?！揪唧w實(shí)施方式】
[0020]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明旨在提供一種改善梯形波波形的方法。
[0021]作為本發(fā)明的可選實(shí)施方案之一，該方法可以包括:
提供分立設(shè)置的氣缸體和沖擊座，所述氣缸體包括主要由底座、缸筒、缸蓋組合形成的腔體和設(shè)于所述腔體內(nèi)的活塞，其中，在所述氣缸體內(nèi)，于底座和活塞之間還設(shè)有密封工作腔，所述工作腔內(nèi)填充有具有設(shè)定壓力的緩沖氣體；以及
將所述氣缸體和沖擊座中的任一者與沖擊試驗(yàn)臺(tái)的工作臺(tái)面固定連接，另一者與沖擊試驗(yàn)臺(tái)的站座固定連接。
[0022]該缸筒與底座、缸蓋之間可采用習(xí)見(jiàn)的各種連接方式連接，例如，優(yōu)選采用螺紋連接。
[0023]其中，氣缸體內(nèi)還可設(shè)有緩沖裝置，該緩沖裝置可設(shè)于所述活塞和缸蓋之間。
[0024]該沖擊座與氣缸體相對(duì)獨(dú)立，并可通過(guò)缸蓋上開(kāi)設(shè)的通孔伸入氣缸體內(nèi)部與活塞發(fā)生正面碰撞，其結(jié)構(gòu)形式可多種多樣，但優(yōu)選采用圓柱體結(jié)構(gòu)。
[0025]作為較為優(yōu)選的實(shí)施方案之一，該底座及活塞上開(kāi)有密封溝槽，并裝入密封圈，從而在底座與活塞之間形成密封工作腔。
[0026]作為較為優(yōu)選的實(shí)施方案之一，該活塞上可開(kāi)設(shè)導(dǎo)向溝槽，并裝入導(dǎo)向帶。
[0027]所述緩沖裝置設(shè)于活塞與缸蓋之間，用于吸收活塞反彈產(chǎn)生的能量，其可以是某種緩沖材料制成的緩沖墊，也可以是某種具備吸能作用的緩沖機(jī)構(gòu)。
[0028]以下結(jié)合附圖及一較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0029]本實(shí)施例涉及的一種改善梯形波波形的方法主要是通過(guò)改進(jìn)波形發(fā)生裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)的，參閱圖2，經(jīng)調(diào)整后的波形發(fā)生裝置主要由底座1、缸筒2、缸蓋3、活塞4、緩沖裝置5及沖擊座6組成。
[0030]其中，缸筒2分別與底座1、缸蓋3連接固定，活塞4及緩沖裝置5則分別置于缸筒2內(nèi)部，組成一個(gè)氣缸體；沖擊座6與氣缸體則相對(duì)獨(dú)立。
[0031]參閱圖3-圖4，本實(shí)施例中，將氣缸體反向安裝在垂直沖擊試驗(yàn)臺(tái)的工作臺(tái)面11下方，沖擊座6則安裝在垂直沖擊試驗(yàn)臺(tái)的砧座10上，氣缸體內(nèi)部的工作腔7充入適當(dāng)壓力的氮?dú)?，然后進(jìn)行一次垂直沖擊試驗(yàn)，沖擊座6以一定的初速度與活塞4發(fā)生碰撞,工作腔7內(nèi)氣體體積及壓強(qiáng)發(fā)生變化后再恢復(fù)原狀，采集這個(gè)過(guò)程中工作臺(tái)面11上的加速度信號(hào)，并將其在時(shí)域上繪出，即產(chǎn)生了一個(gè)類(lèi)似梯形的波形曲線(xiàn)，其形態(tài)如圖5所示，該圖5中保留了容差帶，但顯然可以看到，本發(fā)明所獲波形系在規(guī)定容差帶內(nèi)。
[0032]以上較佳實(shí)施例僅供說(shuō)明本發(fā)明之用，而非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，所作出各種變換或變型，均屬于本發(fā)明的范疇。
【權(quán)利要求】
1.一種改善力學(xué)沖擊試驗(yàn)中梯形波波形的方法，其特征在于，包括: 提供分立設(shè)置的氣缸體和沖擊座(6),所述氣缸體包括主要由底座(I)、缸筒(2)、缸蓋(3)組合形成的腔體和設(shè)于所述腔體內(nèi)的活塞(4)，其中，在所述氣缸體內(nèi)，于底座(I)和活塞(4)之間還設(shè)有密封工作腔(7)，所述工作腔(7)內(nèi)填充有具有設(shè)定壓力的緩沖氣體；以及 將所述氣缸體和沖擊座(6)中的任一者與沖擊試驗(yàn)臺(tái)的工作臺(tái)面(11)固定連接，另一者與沖擊試驗(yàn)臺(tái)的砧座(10)固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善力學(xué)沖擊試驗(yàn)中梯形波波形的方法，其特征在于，所述活塞(4 )和缸蓋(3 )之間還設(shè)有緩沖裝置(5 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改善力學(xué)沖擊試驗(yàn)中梯形波波形的方法，其特征在于，所述緩沖裝置(5)包括緩沖墊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善力學(xué)沖擊試驗(yàn)中梯形波波形的方法，其特征在于，所述缸筒(2 )分別與所述底座(I)和缸蓋(3 )固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的改善力學(xué)沖擊試驗(yàn)中梯形波波形的方法，其特征在于，所述缸筒(2 )經(jīng)螺紋結(jié)構(gòu)與所述底座(I)和缸蓋(3 )固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的改善力學(xué)沖擊試驗(yàn)中梯形波波形的方法，其特征在于，所述缸蓋(3)上還設(shè)有至少可供所述沖擊座(6)的一端部伸入氣缸體內(nèi)部，并與活塞(4)配合的通孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善力學(xué)沖擊試驗(yàn)中梯形波波形的方法，其特征在于，所述氣缸體與沖擊試驗(yàn)臺(tái)的工作臺(tái)面(11)固定連接，所述沖擊座(6 )與沖擊試驗(yàn)臺(tái)的砧座(10 )固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善力學(xué)沖擊試驗(yàn)中梯形波波形的方法，其特征在于，所述緩沖氣體包括氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善力學(xué)沖擊試驗(yàn)中梯形波波形的方法，其特征在于，所述活塞(4)上開(kāi)設(shè)有導(dǎo)向溝槽，所述導(dǎo)向溝槽內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向帶。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善力學(xué)沖擊試驗(yàn)中梯形波波形的方法，其特征在于，所述底座(I)和活塞(4)上還分別開(kāi)設(shè)有密封溝槽，所述密封溝槽內(nèi)設(shè)有密封圈。
【文檔編號(hào)】F15B15/20GK103438052SQ201310388412
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】金益, 張啟, 徐曼 申請(qǐng)人:蘇州世力源科技有限公司