本技術(shù)屬于復(fù)合材料性能測(cè)試，具體涉及一體化檢測(cè)復(fù)合材料減振降噪抗沖擊性能的節(jié)能裝置。

背景技術(shù)：

1、復(fù)合材料具有輕質(zhì)，高強(qiáng)的結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)異的力學(xué)性能，對(duì)高性能武器加速列裝和動(dòng)力裝備加快升級(jí)換代具有重要意義，復(fù)合材料的性能測(cè)試是復(fù)合材料應(yīng)用前至關(guān)重要的一環(huán)。然而，目前人們對(duì)測(cè)試復(fù)合材料的減振、降噪、抗沖擊性能的研究還存在一定的不足之處。

2、現(xiàn)有的技術(shù)對(duì)于材料性能的一體化測(cè)試并不多見，對(duì)于材料的減振、降噪、抗沖擊性能往往人為進(jìn)行分開檢測(cè)。專利cn201621422512.8設(shè)計(jì)了一種減振效率測(cè)試平臺(tái)，可以模擬不同強(qiáng)度和頻率的振動(dòng)，進(jìn)而根據(jù)不同的振源在測(cè)試平臺(tái)上對(duì)主動(dòng)減振裝置進(jìn)行調(diào)試。專利cn202211519990.0設(shè)計(jì)了一種沖擊測(cè)試裝置。專利202211422294.8提供了一種機(jī)械振動(dòng)振幅的測(cè)量方法及裝置，通過(guò)采集透射光和反射光并處理獲得測(cè)試對(duì)象的振動(dòng)參數(shù)。專利cn202110629580.0設(shè)計(jì)了一種強(qiáng)電磁環(huán)境激發(fā)有源頻選材料諧波噪聲測(cè)試方法和系統(tǒng)，用來(lái)檢測(cè)材料的降噪性能。以上專利都局限于測(cè)試材料的某一種特性，無(wú)法綜合測(cè)試評(píng)價(jià)材料。專利cn201821032661.2設(shè)計(jì)了一種傳感器溫度與沖擊綜合測(cè)試臺(tái)。專利cn202011149452.8設(shè)計(jì)了沖擊振動(dòng)測(cè)試裝置及系統(tǒng)，但是測(cè)試依舊需要實(shí)驗(yàn)臺(tái)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)便攜性。盡管以上專利實(shí)現(xiàn)了某些方面的綜合性測(cè)試，但是依舊沒(méi)有集成開展振動(dòng)、噪聲、沖擊特性一體化研究，并且有著損耗材料大、耗能高、不具有便攜性等缺點(diǎn)。

3、針對(duì)復(fù)合材料的減振、降噪、抗沖擊性能，缺少一種集成多功能的測(cè)試儀器，能夠在同一平臺(tái)上完成綜合性能測(cè)試，這樣有效避免了分開測(cè)試導(dǎo)致的效率低下和固有特性參數(shù)改變的問(wèn)題。除此之外，現(xiàn)有測(cè)試系統(tǒng)和儀器體積過(guò)于龐大，需要大量人力和物力來(lái)搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，導(dǎo)致成本極高，不適用于工程現(xiàn)場(chǎng)使用。缺乏相應(yīng)的測(cè)試設(shè)備和方法已經(jīng)成為對(duì)復(fù)合材料性能進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)的一大障礙，嚴(yán)重制約著我國(guó)新一代空軍與海軍武器裝備研發(fā)的進(jìn)程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型提供了一體化檢測(cè)復(fù)合材料減振降噪抗沖擊性能的節(jié)能裝置，具體技術(shù)方案如下：

2、一體化檢測(cè)復(fù)合材料減振降噪抗沖擊性能的節(jié)能裝置，包括帶有空氣層的隔音混響箱、上隔音門、下隔音門、消聲箱、曲面吸聲棉、激光位移傳感器、聲壓傳感器、高速攝像頭、磁吸回型固定上夾具、支撐連接臺(tái)體、磁吸回型固定下夾具、大功率高音號(hào)角、號(hào)角轉(zhuǎn)動(dòng)座、彈丸回收器、號(hào)角升降架、數(shù)據(jù)采集儀、彈丸傳感器、蛇形可伸縮細(xì)管、壓電陶瓷及壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源和彈丸離心加速?gòu)椛渥?/p>

3、所述消聲箱的底部設(shè)計(jì)有一個(gè)矩形開口，其四側(cè)及頂部均由多重吸音材料構(gòu)成的層狀結(jié)構(gòu)包圍；

4、所述消聲箱箱體內(nèi)的兩側(cè)壁及后側(cè)壁設(shè)有波浪形狀的曲面吸聲棉；

5、所述混響箱采用了多層隔聲構(gòu)造，頂部同樣設(shè)置了與消聲箱對(duì)應(yīng)的矩形開口；

6、所述混響箱在后側(cè)臂和左右兩側(cè)壁的內(nèi)壁安裝了不同半徑的半球形反射面，確保了混響箱內(nèi)各處的聲能密度一致，用于保證了測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性；

7、所述消聲箱和混響箱的前面均開有矩形門框，四周設(shè)置有橡膠密封條，消聲箱上的矩形門框與上隔音門配置，混響箱上的矩形門框與下隔音門配置；

8、所述支撐連接臺(tái)體設(shè)置在消聲箱和混響箱中間連接部分的矩形洞之間；

9、所述磁吸回型固定上夾具固定在支撐連接臺(tái)體上端的消聲箱內(nèi)部，磁吸回型固定下夾具固定在支撐連接臺(tái)體下端的混響箱內(nèi)部，通過(guò)磁吸的方法，不僅能夠上下浮動(dòng)接受不同厚度的復(fù)合板材，還能在不破壞復(fù)合材料版的情況下固定復(fù)合材料；

10、所述混響箱和消聲箱兩個(gè)箱體通過(guò)螺栓組進(jìn)行連接，通過(guò)螺母鎖緊固定；

11、所述激光位移傳感器和高速攝像頭設(shè)置在消聲箱后側(cè)內(nèi)壁上，多個(gè)聲壓傳感器設(shè)置在消聲箱后側(cè)內(nèi)壁上；

12、所述號(hào)角升降架設(shè)置在號(hào)角的下方，通過(guò)號(hào)角轉(zhuǎn)動(dòng)座連接號(hào)角，通過(guò)號(hào)角升降架使號(hào)角在混響箱中的相對(duì)位置發(fā)生改變，通過(guò)抬高和降低號(hào)角來(lái)改變號(hào)角的發(fā)聲范圍大小；

13、將被測(cè)的mlflhl復(fù)合材料試件安裝放入磁吸回型固定上夾具和磁吸回型固定下夾具中，調(diào)節(jié)好高度并進(jìn)行磁吸吸緊固定；

14、所述號(hào)角轉(zhuǎn)動(dòng)座通過(guò)內(nèi)置的鉸鏈結(jié)構(gòu)使號(hào)角的豎直角度發(fā)生改變；

15、所述數(shù)據(jù)采集儀設(shè)置在混響箱的外部；

16、所述彈丸離心加速?gòu)椛渥鶠楦咚傩D(zhuǎn)式設(shè)計(jì)，其彈丸離心加速?gòu)椛渥欢伺c數(shù)據(jù)采集儀連接，另一端與噴射管連接，利用其旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力來(lái)加速?gòu)椛潴w，對(duì)放置在夾具內(nèi)的mlflhl復(fù)合材料試件進(jìn)行定點(diǎn)或任意位置的沖擊；

17、該沖擊方式用于模擬實(shí)際使用情況下可能遇到的不同沖擊能量。在彈射機(jī)制內(nèi)部，彈丸傳感器被賦予捕捉?jīng)_擊力的功能，其包含的傳感器與預(yù)置的無(wú)線發(fā)射裝置相結(jié)合，使得數(shù)據(jù)收集變得更為便捷。無(wú)線發(fā)射裝置的接收端與數(shù)據(jù)采集儀直接相連，這允許研究人員實(shí)時(shí)追蹤和記錄彈丸擊中復(fù)合材料時(shí)產(chǎn)生的沖擊接觸力。通過(guò)調(diào)節(jié)離心加速?gòu)椛溲b置的旋轉(zhuǎn)速度，操作者可以精細(xì)控制彈射彈丸的沖擊能量，既可以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)合材料樣品的輕微變形測(cè)試，也能模擬高能量的穿透沖擊事件。在沖擊能量較低時(shí)，彈丸傳感器會(huì)落入位于消聲箱底部的彈丸回收裝置中，避免損壞并便于回收。若沖擊能量過(guò)大，使得彈丸穿透被測(cè)的復(fù)合材料試件后，它將被上方消聲箱內(nèi)的回收裝置所捕獲，確保了測(cè)試后的安全性和減少了材料浪費(fèi)。

18、蛇形可伸縮細(xì)管安裝在混響箱箱體內(nèi)壁，通過(guò)內(nèi)置的導(dǎo)線將混響箱與數(shù)據(jù)采集儀連接；

19、所述彈丸回收器設(shè)置在混響室的底部，用于準(zhǔn)備接收彈丸傳感器；

20、通過(guò)高強(qiáng)度粘合劑將多組壓電陶瓷粘貼在被測(cè)的mlflhl復(fù)合材料試件的下表面，控制數(shù)據(jù)采集儀的信號(hào)輸出通道發(fā)出脈沖激勵(lì)信號(hào)，經(jīng)過(guò)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源放大處理后，根據(jù)逆壓電效應(yīng)原理，實(shí)現(xiàn)對(duì)多組壓電陶瓷的振動(dòng)激勵(lì)幅度和頻率的控制。

21、壓電陶瓷可以方便地與驅(qū)動(dòng)電源的輸出端進(jìn)行連接。一旦需要進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試，蛇形可伸縮細(xì)管被展開，并且多組壓電陶瓷通過(guò)專業(yè)的高強(qiáng)度粘合劑緊密地貼附在所需檢測(cè)的復(fù)合材料試樣的下表面，確保了能量信息的有效傳遞。

22、所述的一體化檢測(cè)復(fù)合材料減振降噪抗沖擊性能的節(jié)能裝置，其優(yōu)選方案為，所述消聲箱的層狀結(jié)構(gòu)里外層使用了鋼板，鋼板之間設(shè)置了一層40mm厚度的空氣隔層，用于增強(qiáng)隔音效果；

23、所述混響箱的多層隔聲構(gòu)造的外表面和內(nèi)表面均采用鋼板材質(zhì)，鋼板之間夾有一空氣層，用于增強(qiáng)隔音效能。

24、所述的一體化檢測(cè)復(fù)合材料減振降噪抗沖擊性能的節(jié)能裝置，其優(yōu)選方案為，所述上隔音門和下隔音門為空心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

25、所述的一體化檢測(cè)復(fù)合材料減振降噪抗沖擊性能的節(jié)能裝置，其優(yōu)選方案為，所述高音號(hào)角的發(fā)聲表面為喇叭狀表面，且內(nèi)有凸起，用于提供能量充足、激勵(lì)強(qiáng)度和激勵(lì)頻率可控的噪聲激勵(lì)信號(hào)。

26、所述的一體化檢測(cè)復(fù)合材料減振降噪抗沖擊性能的節(jié)能裝置，其優(yōu)選方案為，所述號(hào)角轉(zhuǎn)動(dòng)座能夠?yàn)樘?hào)角提供對(duì)豎直軸45°的旋轉(zhuǎn)能力，同時(shí)能夠使其在水平方向上360°進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，以發(fā)出各個(gè)方向的信號(hào)，用于使測(cè)驗(yàn)的數(shù)據(jù)更加多樣和準(zhǔn)確。

27、所述彈丸回收器其主要由聚醚多元醇、泡沫穩(wěn)定劑、催化劑、發(fā)泡劑、開孔劑等化學(xué)成分制作而成的固態(tài)泡沫構(gòu)成。這種特制的泡沫能夠有效捕獲彈射系統(tǒng)所發(fā)射的彈丸傳感器，并為其提供充分的保護(hù)作用，確保傳感器的安全回收以便于重復(fù)使用，同時(shí)減少測(cè)試過(guò)程中可能對(duì)設(shè)備或人員造成的傷害風(fēng)險(xiǎn)。

28、有益效果

29、本實(shí)用新型與傳統(tǒng)方法相比較，即可單獨(dú)測(cè)試某一性能，也可以一體化測(cè)試。經(jīng)過(guò)改進(jìn)的一體化檢測(cè)設(shè)備可以節(jié)約大量的測(cè)試時(shí)間，并且在檢測(cè)過(guò)程中消耗的材料相比較過(guò)去的檢測(cè)手段減少了50％-67％。通過(guò)優(yōu)化，儀器在測(cè)試噪聲、振動(dòng)和抗沖擊特性時(shí)測(cè)試精準(zhǔn)度也有所提升。同時(shí)與傳統(tǒng)方法相比，檢測(cè)過(guò)程更加節(jié)能，檢測(cè)設(shè)備更易攜帶，檢測(cè)條件易于滿足，檢測(cè)環(huán)境容易搭建。