一種多向彈射式?jīng)_擊試驗(yàn)的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多向彈射式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)，該試驗(yàn)機(jī)包括支持裝置(1)、沖擊錘組件(2)、防二次沖擊裝置(3)和彈射裝置(4)，所述沖擊錘組件(2)、防二次沖擊裝置(3)和彈射裝置(4)分別安裝在支持裝置(1)上；所述彈射裝置(4)驅(qū)動(dòng)沖擊錘組件(2)沖擊試驗(yàn)件，所述防二次沖擊裝置(3)防止試驗(yàn)機(jī)對(duì)試驗(yàn)件進(jìn)行二次沖擊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且便于移動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種多向彈射式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種沖擊試驗(yàn)機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】的裝置，尤其是涉及一種可對(duì)任意角度表面進(jìn)行沖擊的試驗(yàn)機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)合材料層壓結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用在航空結(jié)構(gòu)中，對(duì)于沖擊載荷卻十分敏感，非常容易產(chǎn)生纖維斷裂、分層和基體開(kāi)裂等損傷，從而大大降低結(jié)構(gòu)的承載能力，在航空結(jié)構(gòu)工程中，需要進(jìn)行大量的含損傷復(fù)合結(jié)構(gòu)承載性能測(cè)試工作，因而需要進(jìn)行相應(yīng)的沖擊阻抗性能測(cè)試或者損傷預(yù)制。
[0003]根據(jù)ASTM測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)D7136/D7136M-05規(guī)定了一類復(fù)合材料沖擊的落錘試驗(yàn)方法，提出了測(cè)量或計(jì)算沖擊力、沖擊能量和反彈速度等物理量的要求，并規(guī)定了了試驗(yàn)設(shè)備需要有防止二次沖擊的功能。目前對(duì)于試片級(jí)試驗(yàn)件，可采用臺(tái)式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測(cè)試，而對(duì)于大型的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，通常由于需要在試驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行測(cè)試或者試驗(yàn)件尺寸較大等原因，不便使用臺(tái)式材料沖擊試驗(yàn)機(jī)對(duì)結(jié)構(gòu)的任意位置進(jìn)行損傷預(yù)制，而有些情況下，試驗(yàn)件的待沖擊表面不是水平面，不能使用落重式試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行沖擊測(cè)試。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)沖擊速度和沖擊力測(cè)量的適用于大型結(jié)構(gòu)件的沖擊測(cè)試的多向彈射式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]一種多向彈射式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)，該試驗(yàn)機(jī)包括支持裝置、沖擊錘組件、防二次沖擊裝置和彈射裝置，所述沖擊錘組件、防二次沖擊裝置和彈射裝置分別安裝在支持裝置上；
[0007]所述彈射裝置驅(qū)動(dòng)沖擊錘組件沖擊試驗(yàn)件，所述防二次沖擊裝置防止試驗(yàn)機(jī)對(duì)試驗(yàn)件進(jìn)行二次沖擊。
[0008]所述支持裝置包括框架和導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌安裝在框架上，所述框架包括接觸面。
[0009]所述沖擊錘組件包括錘頭力傳感器、沖擊錘、滑動(dòng)軸承、柵格板和光纖傳感器，所述錘頭、力傳感器和沖擊錘依次連接，所述沖擊錘通過(guò)滑動(dòng)軸承與導(dǎo)軌連接，所述柵格板固定連接在沖擊錘的底部并隨沖擊錘沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，所述光纖傳感器安裝在框架上；
[0010]所述錘頭通過(guò)接觸面對(duì)試驗(yàn)件進(jìn)行沖擊，所述力傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)沖擊力的測(cè)量，所述柵格板通過(guò)光纖傳感器時(shí)，光纖傳感器的光柱被遮擋，根據(jù)遮擋時(shí)間和柵格板上柵格之間距離計(jì)算得到?jīng)_擊錘的速度。
[0011]所述防二次沖擊裝置包括伸縮馬達(dá)和墊塊，所述伸縮馬達(dá)安裝在框架上，所述墊塊與伸縮馬達(dá)連接；
[0012]沖擊試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，所述伸縮馬達(dá)收縮，當(dāng)沖擊發(fā)生時(shí)，沖擊信號(hào)觸發(fā)伸縮馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)沖擊錘組件反彈后，所述伸縮馬達(dá)將墊塊推至沖擊錘組件的運(yùn)動(dòng)路線上，阻止沖擊錘組件再次沖擊試驗(yàn)件。
[0013]所述彈射裝置包括彈簧、彈簧滑塊、卷?yè)P(yáng)機(jī)、繩索和抓取器，所述彈簧的一端固定在框架上，另一端穿過(guò)抓取器后與彈簧滑塊連接，所述卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝在框架上并通過(guò)繩索與抓取器連接，所述彈簧滑塊和抓取器沿導(dǎo)軌滑動(dòng)。所述抓取器不會(huì)妨礙彈簧的運(yùn)動(dòng)，所述彈簧滑塊也不會(huì)妨礙抓取器與沖擊錘組件的接觸。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]I)整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且便于移動(dòng)。
[0016]2)能夠?qū)崿F(xiàn)沖擊速度和沖擊力的測(cè)量。
[0017]3)適用于大型結(jié)構(gòu)件的沖擊測(cè)試。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]其中:1、支持裝置；2、沖擊錘組件；3、防二次沖擊裝置；4、彈射裝置；11、框架；12、導(dǎo)軌；21、錘頭；22、力傳感器；23、沖擊錘；24、滑動(dòng)軸承；25、柵格板；26、光纖傳感器；31、伸縮馬達(dá)；32、塾塊；41、彈黃；42、彈黃滑塊；43、卷?yè)P(yáng)機(jī)；44、繩索；45抓取器；111、接觸面。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0021]一種多向彈射式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)，如圖1所示，該試驗(yàn)機(jī)包括支持裝置1、沖擊錘組件
2、防二次沖擊裝置3和彈射裝置4，沖擊錘組件2、防二次沖擊裝置3和彈射裝置4分別安裝在支持裝置I上；
[0022]彈射裝置4驅(qū)動(dòng)沖擊錘組件2沖擊試驗(yàn)件，防二次沖擊裝置3防止試驗(yàn)機(jī)對(duì)試驗(yàn)件進(jìn)行二次沖擊。
[0023]支持裝置I包括框架11和導(dǎo)軌12，導(dǎo)軌12安裝在框架11上，框架11包括接觸面111。
[0024]沖擊錘組件2包括錘頭21、力傳感器22、沖擊錘23、滑動(dòng)軸承24、柵格板25和光纖傳感器26，錘頭21、力傳感器22和沖擊錘23依次連接，沖擊錘23通過(guò)滑動(dòng)軸承24與導(dǎo)軌12連接，柵格板25固定連接在沖擊錘23的底部并隨沖擊錘23沿導(dǎo)軌12滑動(dòng)，光纖傳感器26安裝在框架11上；
[0025]錘頭21通過(guò)接觸面111對(duì)試驗(yàn)件進(jìn)行沖擊，力傳感器22實(shí)現(xiàn)對(duì)沖擊力的測(cè)量，柵格板25通過(guò)光纖傳感器26時(shí),光纖傳感器26的光柱被遮擋,根據(jù)遮擋時(shí)間和柵格板25上柵格之間距離計(jì)算得到?jīng)_擊錘23的速度。
[0026]防二次沖擊裝置3包括伸縮馬達(dá)31和墊塊32，伸縮馬達(dá)31安裝在框架11上，墊塊32與伸縮馬達(dá)31連接；
[0027]沖擊試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，伸縮馬達(dá)31收縮，當(dāng)沖擊發(fā)生時(shí),沖擊信號(hào)觸發(fā)伸縮馬達(dá)31的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)沖擊錘組件2反彈后，伸縮馬達(dá)31將墊塊32推至沖擊錘組件2的運(yùn)動(dòng)路線上，阻止沖擊錘組件2再次沖擊試驗(yàn)件。
[0028]彈射裝置4包括彈簧41、彈簧滑塊42、卷?yè)P(yáng)機(jī)43、繩索44和抓取器45，彈簧41的一端固定在框架11上，另一端穿過(guò)抓取器45后與彈簧滑塊42連接，卷?yè)P(yáng)機(jī)43安裝在框架11上并通過(guò)繩索44與抓取器45連接，彈簧滑塊42和抓取器45沿導(dǎo)軌12滑動(dòng)。抓取器45不會(huì)妨礙彈簧41的運(yùn)動(dòng)，彈簧滑塊42也不會(huì)妨礙抓取器45與沖擊錘組件2的接觸。
[0029]工作過(guò)程如下:抓取器45與沖擊錘組件2連接，卷?yè)P(yáng)機(jī)43收緊繩索44，沖擊錘組件2與彈簧滑塊42接觸，將彈簧41壓縮，待抓取器45行至所需位置時(shí)卷?yè)P(yáng)機(jī)43停止運(yùn)動(dòng)，將接觸面111對(duì)準(zhǔn)待沖擊位置；伸縮馬達(dá)31收縮，墊塊32不會(huì)阻擋沖擊錘組件2的運(yùn)動(dòng)；抓取器45釋放沖擊錘組件2，彈簧41通過(guò)彈簧滑塊42推動(dòng)沖擊錘組件2沖擊試驗(yàn)件；在沖擊試驗(yàn)件之前，柵格板25經(jīng)過(guò)光纖傳感器26，產(chǎn)生速度測(cè)量信號(hào)，并觸發(fā)伸縮馬達(dá)31推動(dòng)墊塊32向沖擊錘組件2的運(yùn)動(dòng)路徑上運(yùn)動(dòng)，沖擊過(guò)程中力傳感器22測(cè)量接觸力，待沖擊錘組件2反彈后，墊塊32行至沖擊錘組件2的運(yùn)動(dòng)路徑上，阻止沖擊錘組件2可能產(chǎn)生的二次沖擊。
【權(quán)利要求】
1.一種多向彈射式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，該試驗(yàn)機(jī)包括支持裝置(I)、沖擊錘組件(2)、防二次沖擊裝置(3)和彈射裝置(4)，所述沖擊錘組件(2)、防二次沖擊裝置(3)和彈射裝置(4)分別安裝在支持裝置(I)上； 所述彈射裝置(4)驅(qū)動(dòng)沖擊錘組件(2)沖擊試驗(yàn)件，所述防二次沖擊裝置(3)防止試驗(yàn)機(jī)對(duì)試驗(yàn)件進(jìn)行二次沖擊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多向彈射式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述支持裝置(I)包括框架(11)和導(dǎo)軌(12)，所述導(dǎo)軌(12)安裝在框架(11)上，所述框架(11)包括接觸面(111)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多向彈射式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述沖擊錘組件(2)包括錘頭(21)、力傳感器(22)、沖擊錘(23)、滑動(dòng)軸承(24)、柵格板(25)和光纖傳感器(26)，所述錘頭(21)、力傳感器(22)和沖擊錘(23)依次連接，所述沖擊錘(23)通過(guò)滑動(dòng)軸承(24)與導(dǎo)軌(12)連接，所述柵格板(25)固定連接在沖擊錘(23)的底部并隨沖擊錘(23)沿導(dǎo)軌(12)滑動(dòng)，所述光纖傳感器(26)安裝在框架(11)上； 所述錘頭(21)通過(guò)接觸面(111)對(duì)試驗(yàn)件進(jìn)行沖擊，所述力傳感器(22)實(shí)現(xiàn)對(duì)沖擊力的測(cè)量，所述柵格板(25)通過(guò)光纖傳感器(26)時(shí)，光纖傳感器(26)的光柱被遮擋，根據(jù)遮擋時(shí)間和柵格板(25)上柵格之間距離計(jì)算得到?jīng)_擊錘(23)的速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多向彈射式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述防二次沖擊裝置(3)包括伸縮馬達(dá)(31)和墊塊(32)，所述伸縮馬達(dá)(31)安裝在框架(11)上，所述墊塊(32)與伸縮馬達(dá)(31)連接； 沖擊試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，所述伸縮馬達(dá)(31)收縮，當(dāng)沖擊發(fā)生時(shí)，沖擊信號(hào)觸發(fā)伸縮馬達(dá)(31)的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)沖擊錘組件(2)反彈后，所述伸縮馬達(dá)(31)將墊塊(32)推至沖擊錘組件(2)的運(yùn)動(dòng)路線上，阻止沖擊錘組件(2)再次沖擊試驗(yàn)件。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多向彈射式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述彈射裝置(4)包括彈簧(41)、彈簧滑塊(42)、卷?yè)P(yáng)機(jī)(43)、繩索(44)和抓取器(45)，所述彈簧(41)的一端固定在框架(11)上，另一端穿過(guò)抓取器(45)后與彈簧滑塊(42)連接，所述卷?yè)P(yáng)機(jī)(43)安裝在框架(11)上并通過(guò)繩索(44)與抓取器(45)連接，所述彈簧滑塊(42)和抓取器(45)沿導(dǎo)軌(12)滑動(dòng)。
【文檔編號(hào)】G01N3/307GK104075953SQ201410321276
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年7月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月7日
【發(fā)明者】于哲峰 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)