本發(fā)明涉及碰撞試驗，具體為一種多功能接觸碰撞試驗裝置。

背景技術(shù)：

1、近年來，接觸碰撞建模領(lǐng)域飛速發(fā)展，與理論方面相比，試驗領(lǐng)域研究較少?，F(xiàn)有的試驗裝置大多針對單一背景搭建，適用范圍小，未考慮多功能測量需求。本發(fā)明擬公開一種多功能接觸碰撞試驗裝置，可實現(xiàn)多種材料以及形狀物體間的多狀態(tài)(點/線碰、正/斜碰、共軸/非共軸)碰撞過程研究。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種多功能接觸碰撞試驗裝置，通過控制夾桿的伸縮，實現(xiàn)多材質(zhì)、多形狀主動碰撞試件的無損夾持以及無初速自由釋放，通過立體升降桿與x軸、y軸水平移動平臺的靈活配合，可實現(xiàn)廣初速多部位的兩物接觸碰撞，實現(xiàn)點/線碰、正/斜碰以及共軸/非共軸碰撞過程研究，解決了上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種多功能接觸碰撞試驗裝置，包括結(jié)構(gòu)外框，所述結(jié)構(gòu)外框的內(nèi)部分別設(shè)有電控升降裝置和多用途釋放裝置，電控升降裝置與多用途釋放裝置相連接，多用途釋放裝置的正下方設(shè)有碰撞組件，結(jié)構(gòu)外框的外部設(shè)有非接觸視覺測量裝置。

4、優(yōu)選的，所述結(jié)構(gòu)外框包括高強鋁合金框架、透明亞克力板和鋼板固定底座，高強鋁合金框架的四周覆蓋有透明亞克力板，高強鋁合金框架的底部設(shè)有鋼板固定底座，鋼板固定底座通過膨脹螺絲固定在地面上，鋼板固定底座通過鉚釘與高強鋁合金框架連接。

5、優(yōu)選的，所述電控升降裝置包括總電箱、控制面板和立體升降桿，總電箱安裝在高強鋁合金框架的內(nèi)部一側(cè)，總電箱的外側(cè)設(shè)有控制面板，立體升降桿位于高強鋁合金框架內(nèi)部，其底部與鋼板固定底座連接，立體升降桿的兩側(cè)與高強鋁合金框架相固定。

6、優(yōu)選的，所述多用途釋放裝置包括x軸移動平臺、y軸移動平臺和試件夾持裝置，x軸移動平臺和y軸移動平臺通過螺母連接，x軸移動平臺和y軸移動平臺通過滑動件連接于立體升降桿上。

7、優(yōu)選的，所述碰撞組件包括主動碰撞試件、被動碰撞試件、力傳感器和變角度支撐，主動碰撞試件被夾持于試件夾持裝置上，變角度支撐安裝于鋼板固定底座上，變角度支撐的上部螺紋連接力傳感器，力傳感器的上部與被動碰撞試件螺紋連接，被動碰撞試件位于主動碰撞試件的正下方。

8、優(yōu)選的，所述非接觸視覺測量裝置包括高速相機和同步觸發(fā)裝置，高速相機共設(shè)有兩個并通過三腳架放置在地面上，兩個高速相機的光軸夾角應(yīng)處于20°～50°之間，且與被動碰撞試件處于同一平面，高速相機與同步觸發(fā)裝置信號連接。

9、優(yōu)選的，所述主動碰撞試件為球形/圓柱形試件，被動碰撞試件為平板/圓柱形試件/光滑曲面/復雜曲面。

10、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

11、1、本發(fā)明通過控制夾桿伸縮，實現(xiàn)多材質(zhì)、多形狀主動碰撞試件的無損夾持以及無初速自由釋放；通過立體升降桿與x軸、y軸水平移動平臺的靈活配合，可實現(xiàn)廣初速多部位的兩物接觸碰撞試驗研究；通過變角度底座設(shè)計，靈活調(diào)控傾斜方位、角度，便于開展點/線、正/斜、共軸/非共軸碰撞過程的能量損失機制研究；非接觸視覺測量裝置采用高精度視覺測量技術(shù)，可獲取全場變形數(shù)據(jù)，避免了傳統(tǒng)接觸式測量儀器對試驗結(jié)果的影響。

12、2、本發(fā)明中主動碰撞試件與被動碰撞試件的種類變化可使裝置進行多類型碰撞試驗，主動碰撞試件的類型有球形與圓柱形試件，被動碰撞試件的類型包含平板、圓柱形試件、光滑曲面和復雜曲面，當主動碰撞試件為球或圓柱試件時，即可分別模擬點/線接觸碰撞試驗；當主動碰撞試件為球形試件，被動碰撞試件為平板時，通過采用不同變角度支撐，裝置可實現(xiàn)正/斜碰試驗；當主動碰撞試件與被動碰撞試件皆為圓柱時，通過變角度底座方位調(diào)控，從而實現(xiàn)共軸/非共軸碰撞試驗。

技術(shù)特征：

1.一種多功能接觸碰撞試驗裝置，包括結(jié)構(gòu)外框(1)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)外框(1)的內(nèi)部分別設(shè)有電控升降裝置(2)和多用途釋放裝置(3)，電控升降裝置(2)與多用途釋放裝置(3)相連接，多用途釋放裝置(3)的正下方設(shè)有碰撞組件(4)，結(jié)構(gòu)外框(1)的外部設(shè)有非接觸視覺測量裝置(5)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能接觸碰撞試驗裝置，其特征在于：所述結(jié)構(gòu)外框(1)包括高強鋁合金框架(101)、透明亞克力板(102)和鋼板固定底座(103)，高強鋁合金框架(101)的四周覆蓋有透明亞克力板(102)，高強鋁合金框架(101)的底部設(shè)有鋼板固定底座(103)，鋼板固定底座(103)通過膨脹螺絲固定在地面上，鋼板固定底座(103)通過鉚釘與高強鋁合金框架(101)連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多功能接觸碰撞試驗裝置，其特征在于：所述電控升降裝置(2)包括總電箱(201)、控制面板(202)和立體升降桿(203)，總電箱(201)安裝在高強鋁合金框架(101)的內(nèi)部一側(cè)，總電箱(201)的外側(cè)設(shè)有控制面板(202)，立體升降桿(203)位于高強鋁合金框架(101)內(nèi)部，其底部與鋼板固定底座(103)連接，立體升降桿(203)的兩側(cè)與高強鋁合金框架(101)相固定。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多功能接觸碰撞試驗裝置，其特征在于：所述多用途釋放裝置(3)包括x軸移動平臺(301)、y軸移動平臺(302)和試件夾持裝置(303)，x軸移動平臺(301)和y軸移動平臺(302)通過螺母連接，x軸移動平臺(301)和y軸移動平臺(302)通過滑動件連接于立體升降桿(203)上。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多功能接觸碰撞試驗裝置，其特征在于：所述碰撞組件(4)包括主動碰撞試件(401)、被動碰撞試件(402)、力傳感器(403)和變角度支撐(404)，主動碰撞試件(401)被夾持于試件夾持裝置(303)上，變角度支撐(404)安裝于鋼板固定底座(103)上，變角度支撐(404)的上部螺紋連接力傳感器(403)，力傳感器(403)的上部與被動碰撞試件(402)螺紋連接，被動碰撞試件(402)位于主動碰撞試件(401)的正下方。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多功能接觸碰撞試驗裝置，其特征在于：所述非接觸視覺測量裝置(5)包括高速相機(502)和同步觸發(fā)裝置，高速相機(502)共設(shè)有兩個并通過三腳架(501)放置在地面上，兩個高速相機(502)的光軸夾角應(yīng)處于20°～50°之間，且與被動碰撞試件(402)處于同一平面，高速相機(502)與同步觸發(fā)裝置信號連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多功能接觸碰撞試驗裝置，其特征在于：所述主動碰撞試件(401)為球形/圓柱形試件，被動碰撞試件(402)為平板/圓柱形試件/光滑曲面/復雜曲面。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種多功能接觸碰撞試驗裝置，屬于碰撞試驗技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的一種多功能接觸碰撞試驗裝置，包括結(jié)構(gòu)外框，所述結(jié)構(gòu)外框的內(nèi)部分別設(shè)有電控升降裝置和多用途釋放裝置，電控升降裝置與多用途釋放裝置相連接，多用途釋放裝置的正下方設(shè)有碰撞組件，結(jié)構(gòu)外框的外部設(shè)有非接觸視覺測量裝置。本發(fā)明解決現(xiàn)有碰撞試驗裝置只針對單一背景搭建，適用范圍小，不能滿足多功能測量需求的問題。本發(fā)明通過控制夾桿伸縮，實現(xiàn)多材質(zhì)、多形狀主動碰撞試件的無損夾持以及無初速自由釋放；通過立體升降桿與X軸、Y軸水平移動平臺的靈活配合，可實現(xiàn)廣初速多部位的兩物接觸碰撞試驗研究。

技術(shù)研發(fā)人員：馬佳,黃著,白夢昊,羅燦,黎科先,董帥
受保護的技術(shù)使用者：長沙理工大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30