本發(fā)明屬于機(jī)械電子領(lǐng)域，主要用于特殊產(chǎn)品及材料的抗沖擊性能試驗(yàn)，具體涉及一種沖擊試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，新材料、新產(chǎn)品的研制得到了極大的發(fā)展，但是應(yīng)對(duì)新材料、新產(chǎn)品的檢測(cè)試驗(yàn)手段的匱乏日益明顯，特別是在高強(qiáng)度、高頻率沖擊載荷下新材料、新產(chǎn)品的性能測(cè)試變得尤為突出。由于新材料、新產(chǎn)品的研發(fā)是較為復(fù)雜的過程，通過模擬樣品、樣機(jī)或標(biāo)準(zhǔn)試件的工作狀況獲得必要的研究數(shù)據(jù)成為有效的研究手段之一，該方法既能消除理論計(jì)算不能解決的系統(tǒng)誤差，又能節(jié)約研制試驗(yàn)的成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為高頻率高強(qiáng)度沖擊載荷作用下的材料或產(chǎn)品提供一種高效、節(jié)能的性能試驗(yàn)平臺(tái)。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明一種高頻率高強(qiáng)度沖擊試驗(yàn)裝置包括：機(jī)架、標(biāo)準(zhǔn)試件、沖量發(fā)生器、隨動(dòng)機(jī)構(gòu)、測(cè)試控制系統(tǒng)；

機(jī)架由兩根螺柱同兩個(gè)端蓋固定連接，形成矩形框架結(jié)構(gòu)，兩個(gè)端盤分別連接標(biāo)準(zhǔn)試件的一端和隨動(dòng)機(jī)構(gòu)的一端；

標(biāo)準(zhǔn)試件由待測(cè)材料或待測(cè)產(chǎn)品制備而成，標(biāo)準(zhǔn)試件兩端的接頭分別同機(jī)架和沖量發(fā)生器固定連接，標(biāo)準(zhǔn)試件承受沖量發(fā)生器產(chǎn)生的高頻沖擊載荷，標(biāo)準(zhǔn)試件在試驗(yàn)過程中的動(dòng)態(tài)響應(yīng)直接反應(yīng)了待測(cè)材料或待測(cè)產(chǎn)品的抗沖擊性能；

沖量發(fā)生器為盲孔腔體型結(jié)構(gòu)，量發(fā)生器同隨動(dòng)機(jī)構(gòu)密閉配合連接，內(nèi)置一定數(shù)量的能量發(fā)生裝置，能量發(fā)生裝置在測(cè)控系統(tǒng)的指令控制下按某一工作頻率順序啟動(dòng)，在沖量發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生高頻壓力，形成沖量發(fā)生器對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試件的高頻沖擊；

隨動(dòng)機(jī)構(gòu)為一彈簧液壓結(jié)構(gòu)，所述隨動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括小活塞、壓蓋、大彈簧、油缸端蓋、缸體、閥芯、鎖緊螺母、小彈簧、大活塞、限位螺母，所述隨動(dòng)機(jī)構(gòu)由小活塞通過鎖緊螺母與閥芯固定連接，閥芯安裝在大活塞內(nèi)，壓蓋和限位螺母固定安裝在大活塞內(nèi)腔的兩端，大活塞兩側(cè)的導(dǎo)向部位開有兩組沿圓周對(duì)稱分布的液壓通道，兩組液壓通道沿大活塞的軸向?qū)ΨQ安置，大活塞安裝在缸體內(nèi)，大活塞的中間段與缸體形成密封接觸，缸體內(nèi)的空間被分割為兩個(gè)腔體，缸體左端同油缸端蓋固定連接，右端固定在大端蓋上，形成密閉固定的液壓缸，當(dāng)沖量發(fā)生器中能量發(fā)生裝置工作時(shí)，隨動(dòng)機(jī)構(gòu)鎖緊，保證沖擊作用全部作用于標(biāo)準(zhǔn)試件，以達(dá)到節(jié)省能量的目的，當(dāng)作用于標(biāo)準(zhǔn)試件的沖擊作用達(dá)到要求時(shí)，隨動(dòng)機(jī)構(gòu)解鎖，并在彈簧及沖量發(fā)生器的作用下跟隨沖量發(fā)生器同步運(yùn)動(dòng)，以保證下一個(gè)沖擊作用時(shí)與初始狀態(tài)一致，從而保證高頻沖擊作用的精確性；

測(cè)試控制系統(tǒng)包括微處理器、數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊、信息通信模塊、顯示模塊、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊、電路模塊，控制沖量發(fā)生器內(nèi)能量發(fā)生裝置的工作頻率，測(cè)量并記錄沖量發(fā)生器內(nèi)的壓力歷程、標(biāo)準(zhǔn)試件的瞬態(tài)位移，經(jīng)數(shù)據(jù)分析處理后存儲(chǔ)。

工作過程

首先啟動(dòng)測(cè)試控制系統(tǒng)，測(cè)試控制系統(tǒng)指令沖量發(fā)生器內(nèi)的能量發(fā)生裝置按一定的頻率順序啟動(dòng)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)能量裝置啟動(dòng)后，由于沖量發(fā)生器腔內(nèi)壓力的上升，使隨動(dòng)機(jī)構(gòu)瞬時(shí)鎖緊，保證沖擊作用全部作用于標(biāo)準(zhǔn)試件，以達(dá)到節(jié)省能量的目的，在作用于標(biāo)準(zhǔn)試件的沖擊作用達(dá)到設(shè)定要求時(shí)，沖量發(fā)生器腔體泄壓，隨動(dòng)機(jī)構(gòu)解鎖，并在彈簧及沖量發(fā)生器的作用下跟隨沖量發(fā)生器同步運(yùn)動(dòng)，在第二個(gè)能量裝置啟動(dòng)時(shí)，隨動(dòng)機(jī)構(gòu)鎖緊并保持和沖量發(fā)生器的相對(duì)位置不變，開始第二次沖擊作用，如此循環(huán)直至能量裝置全部作用完，測(cè)試控制系統(tǒng)記錄的數(shù)據(jù)能夠直接反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)試件在高頻沖擊作用下的性能。

有益效果

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作便捷、節(jié)省能量、成本低廉、安全可靠，沖擊作用的頻率可控，沖擊作用的大小可調(diào)，適用于高頻高強(qiáng)度沖擊試驗(yàn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種高頻率高強(qiáng)度沖擊試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明機(jī)械結(jié)構(gòu)的原理示意圖；

圖3是實(shí)施例試驗(yàn)結(jié)果；

附圖標(biāo)記如下：

1機(jī)架、2標(biāo)準(zhǔn)試件、3沖量發(fā)生器、4隨動(dòng)機(jī)構(gòu)、5測(cè)試控制系統(tǒng)、6螺柱、7螺母、8小端蓋、9軸銷、10能量發(fā)生裝置、11小活塞、12圓螺母、13壓蓋、14大彈簧、15油缸端蓋、16缸體、17閥芯、18鎖緊螺母、19小彈簧、20大活塞、21限位螺母、22大端蓋 、23排氣口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容做進(jìn)一步說明：實(shí)施例本發(fā)明一種高頻率高強(qiáng)度沖擊試驗(yàn)裝置，以某彈簧液壓減震器標(biāo)準(zhǔn)試件為例，其結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，包括機(jī)架1、標(biāo)準(zhǔn)試件2、沖量發(fā)生器3、隨動(dòng)機(jī)構(gòu)4、測(cè)試控制系統(tǒng)5、螺柱6、螺母7、小端蓋8、軸銷9、能量發(fā)生裝置10、小活塞11、圓螺母12、壓蓋13、大彈簧14、油缸端蓋15、缸體16、閥芯17、鎖緊螺母18、小彈簧19、大活塞20、限位螺母21、大端蓋22、排氣口23，其特征是：

機(jī)架1由兩根螺柱6和小端蓋8、大端蓋22通過螺母7固定連接，形成矩形框架結(jié)構(gòu)，小端蓋8通過軸銷9與標(biāo)準(zhǔn)試件固定連接，大端蓋22與隨動(dòng)裝置4固定連接；

本實(shí)施例的標(biāo)準(zhǔn)試件2由彈簧、液壓機(jī)構(gòu)組合而成，標(biāo)準(zhǔn)試件兩端的接頭分別同小端蓋8、沖量發(fā)生器3固定連接；

沖量發(fā)生器3為盲孔腔體型結(jié)構(gòu)，質(zhì)量為100kg，包括圓螺母12、排氣口23，所述沖量發(fā)生器3內(nèi)置5個(gè)的能量發(fā)生裝置10，能量發(fā)生裝置10在測(cè)控系統(tǒng)的指令控制下按10HZ工作頻率順序啟動(dòng)，在沖量發(fā)生器3內(nèi)產(chǎn)生高力，形成峰值為15kN左右的沖擊力；

隨動(dòng)機(jī)構(gòu)4為一彈簧液壓結(jié)構(gòu)，質(zhì)量為40kg，由小活塞11、壓蓋13、大彈簧14、油缸端蓋15、缸體16、閥芯17、鎖緊螺母18、小彈簧19、大活塞20、限位螺母21裝配而成，小活塞11通過鎖緊螺母18與閥芯17固定連接，閥芯17安裝在大活塞20內(nèi)，固定安裝在大活塞20內(nèi)的壓蓋13和限位螺母21限定了閥芯17同大活塞20間相對(duì)位移量，閥芯17相對(duì)于大活塞20向右移動(dòng)10mm可以關(guān)閉大活塞20內(nèi)的油路通道，使大活塞20左右兩端的液壓腔封閉，閥芯17相對(duì)于大活塞20向左復(fù)位移動(dòng)10mm可以開啟大活塞20內(nèi)的油路通道，使大活塞20左右兩端的液壓腔聯(lián)通，小彈簧19保證閥芯17處于開通狀態(tài)，大彈簧14保證壓蓋13和沖量發(fā)生器3的接觸，缸體16左端同油缸端蓋15固定連接，右端固定在大端蓋22上，形成密閉固定的液壓缸；

沖量發(fā)生器3內(nèi)5個(gè)能量發(fā)生裝置10內(nèi)各裝填2g黑火藥，在測(cè)試控制系統(tǒng)5的信號(hào)控制下按10HZ工作頻率順序啟動(dòng)；

測(cè)試控制系統(tǒng)5控制沖量發(fā)生器3內(nèi)5個(gè)能量發(fā)生裝置10按100ms的時(shí)間間隔順序啟動(dòng)，測(cè)量并記錄標(biāo)準(zhǔn)試件2的瞬態(tài)位移，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

工作過程

測(cè)試控制系統(tǒng)5指令5個(gè)能量發(fā)生裝置10按100ms的時(shí)間間隔順序啟動(dòng)，當(dāng)沖量發(fā)生器3中第一個(gè)能量發(fā)生裝置10啟動(dòng)時(shí)，沖量發(fā)生器3和小活塞11間的腔體壓力急劇上升，小活塞11和閥芯17的固連體向右移動(dòng)10mm，關(guān)閉大活塞20內(nèi)的油路通道，使大活塞20保持原位置鎖緊，沖量發(fā)生器3產(chǎn)生的能量絕大部分作用于標(biāo)準(zhǔn)試件2的壓縮，達(dá)到節(jié)能的目的，當(dāng)沖量發(fā)生器3連同標(biāo)準(zhǔn)試件2與小活塞11的相對(duì)位移達(dá)到設(shè)定的排氣口位置時(shí)，沖量發(fā)生器3內(nèi)的壓力排出，隨著沖量發(fā)生器3連同標(biāo)準(zhǔn)試件2與小活塞11的相對(duì)位移的持續(xù)增大，當(dāng)小活塞11的右端臺(tái)階面與圓螺母12的左端面接觸后，小活塞11連同閥芯17在沖量發(fā)生器3帶動(dòng)下向左移動(dòng)，隨著小活塞11連同閥芯17的左移，大活塞20內(nèi)的油路通道開啟，使大活塞20左右兩端的液壓腔聯(lián)通，當(dāng)閥芯17左移至壓蓋13的限位處時(shí)，大活塞20通過壓蓋13在閥芯17的拖動(dòng)下隨同沖量發(fā)生器左移，在標(biāo)準(zhǔn)試件2達(dá)到最大壓縮位移時(shí)，沖量發(fā)生器3速度變?yōu)榱?，隨后，沖量發(fā)生器3在標(biāo)準(zhǔn)試件2的作用下開始向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，大活塞20通過壓蓋13被沖量發(fā)生器3帶動(dòng)一同向右運(yùn)動(dòng)，在沖量發(fā)生器3向右運(yùn)動(dòng)的初始段，小活塞11右端臺(tái)階面脫離圓螺母12的左端面，逐漸恢復(fù)到小活塞11和沖量發(fā)生器3最初的相對(duì)位置，保證了下一個(gè)沖擊產(chǎn)生的條件同前一個(gè)沖擊產(chǎn)生的條件一致，第一個(gè)能量發(fā)生裝置10啟動(dòng)100ms后第二個(gè)能量發(fā)生裝置10啟動(dòng)，沖量發(fā)生器3和小活塞11間的腔體壓力急劇上升，重復(fù)第一個(gè)沖擊產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)，如此循環(huán)直至第五個(gè)能量發(fā)生裝置10工作完畢，所有運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)停止運(yùn)動(dòng)，測(cè)試控制系統(tǒng)記錄的試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

雖然本發(fā)明已以實(shí)施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。