本發(fā)明涉及沖擊試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種攔阻沖擊試驗(yàn)的波形發(fā)生器。

背景技術(shù)：

沖擊環(huán)境是各類民用、軍用設(shè)備經(jīng)常經(jīng)歷的一種力學(xué)環(huán)境，如跌落沖擊、粗暴裝卸沖擊、艦船沖擊、攔阻沖擊等。為了保證設(shè)備在沖擊環(huán)境下的可靠性，通常要進(jìn)行沖擊試驗(yàn)考核。

半正弦沖擊作為一種經(jīng)典的沖擊波形，在各類沖擊試驗(yàn)中廣泛使用。為了產(chǎn)生規(guī)定的波形，需要使用波形發(fā)生器。傳統(tǒng)的波形發(fā)生器主要是橡膠和鉛塊，但只能產(chǎn)生窄脈寬波形。隨著振動(dòng)臺(tái)控制技術(shù)的發(fā)展，振動(dòng)臺(tái)也能產(chǎn)生半正弦波形，但受自身位移的限制，同樣不能產(chǎn)生高量級(jí)、大脈寬的波形。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是解決傳統(tǒng)的波形發(fā)生器與振動(dòng)臺(tái)在沖擊試驗(yàn)中無(wú)法產(chǎn)生高量級(jí)、大脈寬波形的問題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于攔阻沖擊試驗(yàn)的波形發(fā)生器，包括殼體、彈性件和導(dǎo)向桿，所述殼體的內(nèi)部中空，所述導(dǎo)向桿的一端插設(shè)于所述殼體的內(nèi)部，另一端裸露在所述殼體外，用于與待測(cè)試產(chǎn)品進(jìn)行沖擊；所述彈性件沿導(dǎo)向桿的軸向設(shè)于所述殼體的內(nèi)部，且連接于所述導(dǎo)向桿的插設(shè)于殼體內(nèi)部的一端與所述殼體的內(nèi)壁之間，所述彈性件的自振頻率遠(yuǎn)大于攔阻沖擊試驗(yàn)設(shè)定的正弦波的頻率。

其中，所述殼體包括平行設(shè)置的底座和端蓋，以及連接于所述底座和端蓋之間的圓筒件，所述導(dǎo)向桿從所述端蓋上插入所述圓筒件內(nèi)，所述彈性件連接于底座與導(dǎo)向桿之間。

其中，所述導(dǎo)向桿與所述圓筒件同軸設(shè)置，且所述導(dǎo)向桿的直徑小于所述圓筒件的內(nèi)徑。

其中，所述導(dǎo)向桿上套設(shè)有導(dǎo)向套，所述導(dǎo)向套設(shè)于所述圓筒件內(nèi)，且所述導(dǎo)向套的外壁與所述圓筒件的內(nèi)壁貼合設(shè)置。

其中，所述圓筒件內(nèi)設(shè)有第一隔振襯套和第二隔振襯套，所述第一隔振襯套設(shè)于所述導(dǎo)向桿的端部，所述第二隔振襯套設(shè)于所述底座上，所述彈性件的一端與所述第一隔振襯套連接，所述彈性件的另一端與所述第二隔振襯套連接。

其中，所述第一隔振襯套和所述第二隔振襯套均垂直于所述圓筒件設(shè)置，且所述第一隔振襯套和第二隔振襯套的形狀均為圓形且大小相等，所述第一隔振襯套和第二隔振襯套的直徑與所述圓筒件的內(nèi)徑相等。

其中，所述彈性件為彈簧，且所述彈性件的外徑不大于所述圓筒件的內(nèi)徑。

其中，所述導(dǎo)向桿裸露在所述圓筒件外的一端設(shè)有緩沖墊。

其中，所述緩沖墊由彈性材料制成。

其中，所述殼體上設(shè)有排氣孔，用于排出所述殼體內(nèi)部的壓縮空氣。

(三)有益效果

本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明提供了一種用于攔阻沖擊試驗(yàn)的波形發(fā)生器，包括殼體、彈性件和導(dǎo)向桿，殼體的內(nèi)部中空，導(dǎo)向桿的一端插設(shè)于殼體的內(nèi)部，另一端裸露在殼體外，用于與待測(cè)試產(chǎn)品進(jìn)行沖擊；彈性件沿所述導(dǎo)向桿的軸向設(shè)于殼體的內(nèi)部，且連接于導(dǎo)向桿的插設(shè)在殼體內(nèi)部的一端與殼體的內(nèi)壁之間，所述彈性件的自振頻率遠(yuǎn)大于攔阻沖擊試驗(yàn)設(shè)定的正弦波的頻率。在使用時(shí)， 將殼體固定安裝，待測(cè)試產(chǎn)品以一定的速度及加速度與導(dǎo)向桿發(fā)生沖擊，導(dǎo)向桿在受到?jīng)_擊之后，壓縮彈性件，彈性件通過(guò)導(dǎo)向桿向待測(cè)試產(chǎn)品傳遞一個(gè)反向的彈力，通過(guò)測(cè)量待測(cè)試產(chǎn)品形成的波形，判斷待測(cè)試產(chǎn)品的強(qiáng)度是否滿足使用需求。在對(duì)波形發(fā)生器進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要保證彈性的自振頻率遠(yuǎn)大于沖擊試驗(yàn)設(shè)定的正弦波的頻率，這樣能夠保證得到的沖擊波性的光滑度更好，提高了試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

除了上面所描述的本發(fā)明解決的技術(shù)問題、構(gòu)成的技術(shù)方案的技術(shù)特征以及有這些技術(shù)方案的技術(shù)特征所帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明的其他技術(shù)特征及這些技術(shù)特征帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)，將結(jié)合附圖作出進(jìn)一步說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的用于攔阻沖擊試驗(yàn)的波形發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的用于攔阻沖擊試驗(yàn)的波形發(fā)生器的剖視圖。

圖中：1：緩沖墊；2：導(dǎo)向桿；3：端蓋；4：導(dǎo)向套；5：第一隔振襯墊；6：圓筒件；7：彈性件；8：第二隔振襯墊；9：底座。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以 是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”、“多根”、“多組”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，“若干個(gè)”、“若干根”、“若干組”的含義是一個(gè)或一個(gè)以上。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于攔阻沖擊試驗(yàn)的波形發(fā)生器，包括殼體、彈性件7和導(dǎo)向桿2，殼體的內(nèi)部中空，導(dǎo)向桿2的一端插設(shè)于殼體的內(nèi)部，另一端裸露在殼體外，用于與待測(cè)試產(chǎn)品進(jìn)行沖擊；彈性件7沿導(dǎo)向桿的長(zhǎng)度方向設(shè)于殼體的內(nèi)部，且連接于導(dǎo)向桿2的插設(shè)在殼體內(nèi)部的一端與殼體的內(nèi)壁之間，彈性件7的自振頻率遠(yuǎn)大于攔阻沖擊試驗(yàn)設(shè)定的正弦波的頻率。在使用時(shí)，將殼體固定安裝，待測(cè)試產(chǎn)品以一定的速度及加速度與導(dǎo)向桿發(fā)生沖擊，導(dǎo)向桿在受到?jīng)_擊之后，壓縮彈性件，彈性件通過(guò)導(dǎo)向桿向待測(cè)試產(chǎn)品傳遞一個(gè)反向的彈力，通過(guò)測(cè)量待測(cè)試產(chǎn)品形成的波形，判斷待測(cè)試產(chǎn)品的強(qiáng)度是否滿足使用需求。在對(duì)波形發(fā)生器進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要保證彈性的自振頻率遠(yuǎn)大于沖擊試驗(yàn)設(shè)定的正弦波的頻率，這樣能夠保證得到的沖擊波性的光滑度更好，提高了試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

進(jìn)一步地，殼體包括平行設(shè)置的底座9和端蓋3，以及連接于底座9和端蓋3之間的圓筒件6，底座9上設(shè)有安裝孔，用于在試驗(yàn)時(shí)將殼體安裝在承力塊或承力墻上，端蓋3上設(shè)有通孔，導(dǎo)向桿2從端蓋3的通孔處插入圓筒件6內(nèi)，彈性件7連接于底座9與導(dǎo)向桿2之間。導(dǎo)向桿2在受到?jīng)_擊時(shí)，沿圓筒件6的軸向移動(dòng)。

進(jìn)一步地，導(dǎo)向桿2與圓筒件6同軸設(shè)置，且導(dǎo)向桿2的直徑小于圓筒件6的內(nèi)徑。在本實(shí)施例中，導(dǎo)向桿2采用鋁合金筒加尼龍軸的形式，保證滿足強(qiáng)度要求的前提下減小質(zhì)量，從而減小彈性件7復(fù)位時(shí)對(duì)端蓋3的沖擊力。

進(jìn)一步地，導(dǎo)向桿2上套設(shè)有導(dǎo)向套4，導(dǎo)向套4設(shè)于圓筒件6 內(nèi)，且導(dǎo)向套4的外壁與圓筒件6的內(nèi)壁貼合設(shè)置。導(dǎo)向套4的設(shè)計(jì)避免了導(dǎo)向桿2在受到?jīng)_擊力在圓筒件6內(nèi)移動(dòng)時(shí)，移動(dòng)方向發(fā)生偏差。

進(jìn)一步地，圓筒件6內(nèi)設(shè)有第一隔振襯套5和第二隔振襯套8，第一隔振襯套5垂直于導(dǎo)向桿2設(shè)于導(dǎo)向桿2的端部，導(dǎo)向桿2的端面上設(shè)有螺紋孔，螺栓穿過(guò)第一隔振襯套5后與導(dǎo)向桿2的端面上的螺紋孔配合，以將第一隔振襯套5與導(dǎo)向桿2連接在一起，這種固定方式使彈性件7復(fù)位時(shí)螺栓受拉壓力而不受剪切力，第二隔振襯套8設(shè)于底座9上，彈性件7的一端與第一隔振襯套5連接，彈性件7的另一端與第二隔振襯套8連接。

進(jìn)一步地，第一隔振襯套5和第二隔振襯套8均垂直于圓筒件6設(shè)置，且第一隔振襯套5和第二隔振襯套8的形狀均為圓形且大小相等，第一隔振襯套7和第二隔振襯套8的直徑與圓筒件6的內(nèi)徑相等。第一隔振襯套5和第二隔振襯套8的設(shè)置增加了波形發(fā)生器的阻尼，抑制待測(cè)試產(chǎn)品與波形發(fā)生器碰撞時(shí)的高頻沖擊以及彈性件自身高頻振動(dòng)對(duì)大脈寬波形的影響。

進(jìn)一步地，彈性件7為彈簧，且彈性件7的外徑不大于圓筒件6的內(nèi)徑。具體地，彈簧在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)待測(cè)試產(chǎn)品的質(zhì)量M和沖擊試驗(yàn)要求半正弦波的峰值A(chǔ)、脈寬D，計(jì)算彈簧總剛度為行程為其中，行程要有余量，設(shè)計(jì)為半正弦波實(shí)際壓縮量的1.25倍，使彈簧在整個(gè)壓縮過(guò)程內(nèi)都處于線性段，保證波形的光滑度。然后，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)簧絲直徑d初步預(yù)估后，選取合適的彈簧旋繞比C，再根據(jù)彈簧強(qiáng)度條件和剛度條件確定彈簧的簧絲直徑d和有效圈數(shù)n。最后利用有限元仿真，對(duì)彈簧自 振頻率f進(jìn)行校驗(yàn)，使其遠(yuǎn)大于半正弦波頻率，保證沖擊波形的光滑度。如不滿足，則重復(fù)前面的設(shè)計(jì)過(guò)程，直至選擇出合適的彈簧參數(shù)。

進(jìn)一步地，導(dǎo)向桿2裸露在殼體外的一端設(shè)有緩沖墊1，緩沖墊1的設(shè)置避免了待測(cè)試產(chǎn)品與波形發(fā)生器發(fā)生剛性碰撞，抑制其產(chǎn)生高頻率、窄脈寬沖擊。

進(jìn)一步地，緩沖墊1由彈性材料制成，在本實(shí)施例中，緩沖墊1可采用橡膠制成。

進(jìn)一步地，殼體上設(shè)有排氣孔，用于排出殼體內(nèi)部的壓縮空氣，彈性件7在壓縮的過(guò)程中，圓筒件6內(nèi)的空氣需及時(shí)排出，避免內(nèi)部氣壓變化對(duì)沖擊波造成影響，進(jìn)一步提高了試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

使用時(shí)，彈性件進(jìn)行硫化處理，增加彈性件的阻尼。經(jīng)測(cè)試，該波形發(fā)生器能夠完成沖擊峰值8g、脈寬為200ms的半正弦波沖擊試驗(yàn)以及沖擊峰值3.5g、脈寬為150ms的半正弦波沖擊試驗(yàn)，沖擊波形加載符合國(guó)軍標(biāo)的技術(shù)要求，沖擊峰值重復(fù)性優(yōu)于±0.1g。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于攔阻試驗(yàn)的波形發(fā)生器，包括殼體、彈性件和導(dǎo)向桿，殼體包括平行設(shè)置的底座和端蓋，以及連接于底座和端蓋之間的圓筒件，底座上設(shè)有安裝孔，用于在試驗(yàn)時(shí)將殼體安裝在承力塊或承力墻上，端蓋上設(shè)有通孔，導(dǎo)向桿從端蓋的通孔處插入圓筒件內(nèi)，彈性件連接于底座與導(dǎo)向桿之間。導(dǎo)向桿在受到?jīng)_擊時(shí)，沿圓筒件的軸向移動(dòng)。在使用時(shí)，將殼體固定安裝，待測(cè)試產(chǎn)品以一定的速度及加速度與導(dǎo)向桿發(fā)生沖擊，導(dǎo)向桿在受到?jīng)_擊之后，壓縮彈性件，彈性件通過(guò)導(dǎo)向桿向待測(cè)試產(chǎn)品傳遞一個(gè)反向的彈力，通過(guò)測(cè)量待測(cè)試產(chǎn)品形成的波形，判斷待測(cè)試產(chǎn)品的強(qiáng)度是否滿足使用需求。在對(duì)波形發(fā)生器進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要保證彈性的自振頻率遠(yuǎn)大于沖擊試驗(yàn)設(shè)定的正弦波的頻率，這樣能夠保證得到的沖擊波性的光滑度更好，提高了試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而 非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。