[發明專利]一種評估碰撞過程中最大沖力的方法

有效

• 申請號: 201710159588.9
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN106950124B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 卜天然;司福明;張婷婷;李健
• 申請（專利權）人: 安徽商貿職業技術學院
• 主分類號: G01N3/30
• 分類號: G01N3/30
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 楊紅梅

本發明公開了一種評估碰撞過程中最大沖力的方法，包括第一光電耦合器、第二光電耦合器和計時器，所述第一光電耦合器包括第一光源和第一光敏元件，第二光電耦合器包括第二光源和第二光敏元件，第一光電耦合器和第二光電耦合器均連接至計時器，測試件穿過第一光電耦合器和第二光電耦合器產生的脈沖信號作為計數器的閘門，得到計數值N_x，第一光電耦合器的第二光電耦合器距離為定距L。本發明裝置結構簡單，通過兩個光電式耦合器就可以評估待測物體的強度。

技術領域

本發明涉及一種評估碰撞過程中最大沖力的方法，可以用于評估物體的臨界擊穿沖力，例如子彈擊穿頭盔的臨界值。

背景技術

在牛頓碰撞定律與彈性力學的基礎上，本發明利用測試件在碰撞前后的運動速度，來間接測量碰撞時間和最大沖力。最大沖力達10¹⁰N量級，而碰撞時間僅為us量級，理論上的基本方程表明，只要能測出測試件在碰撞前后的速度，就可間接推算出碰撞時間和最大沖力。

沖量是碰撞過程中沖力與時間的積分量。在兩個物體數10us的碰撞過程中，沖力由零升至最大又回復至零，要想定量而且精準地測量并記錄到沖量的瞬變信息，并非易事，然而這一技術領域在國防裝備工業中卻是至關重要的。傳統的沖量測試技術，往往是基于沖量與動量變化的規律借助于壓電式測振傳感器和復雜而昂貴的輔助設備，實現對沖量的間接測量。

本發明分析了這些基本方程的適用條件，并設計了以開放式光耦來測量測試件速度及其附件裝置。實驗結果表明，基準確度的評估值，可控為個位數，從而為碰撞沖量測量提供了一種簡便的新途徑。

發明內容

根據以上現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是提出一種評估碰撞過程中最大沖力的方法，通過用測試件來撞擊待測件，通過數學運算的方法，求解出瞬間的碰撞力，可用于評估物體的強度。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種評估碰撞過程中最大沖力的方法，所述方法應用于評估碰撞過程中最大沖力的裝置，所述裝置包括框體、后擋板、電機轉軸、第一錐齒輪、第二錐齒輪、第一轉軸、第一滑軌、第一繞線輪、第一固定塊、第一滑塊、第一光源、第二滑塊、第二光源、凹型支架、電機、第二固定塊、第二光敏元件、第一軸承座、第二繞線輪、第二軸承座、第一拉繩、第二拉繩、第一彈簧、第二滑軌、第二彈簧、第三滑塊、第一光敏元件、第四滑塊和計時器，框體的前后側壁中心位置固定設置有凹型支架，凹型支架的右側固定設置有電機，電機的電機轉軸上固定連接有第一錐齒輪，第一錐齒輪與第二錐齒輪嚙合，第二錐齒輪連接第一轉軸，第一轉軸兩端分別連接第一軸承座和第二軸承座，第一轉軸上固定設有第一繞線輪，框體的前側壁上以螺栓連接的方式固定連接有第一滑軌，第一滑軌上嵌有第一滑塊和第二滑塊，第一滑塊上設置有第一光源，第二滑塊上設置有第二光源，第一拉繩的一端連接至第一繞線輪，另一端連接第一滑塊和第二滑塊，第二滑塊的側壁上連接有拉力彈簧，拉力彈簧另一端連接第一固定塊，后擋板與框體的前側壁鉸鏈連接，第一轉軸的另一端固定設有第二繞線輪，框體的后側壁上以螺栓連接的方式固定連接有第二滑軌，第二滑軌上嵌有第三滑塊和第四滑塊，第三滑塊上設置有第一光敏元件，第四滑塊上設置有第二光敏元件，第二拉繩的一端連接至第二繞線輪，另一端連接第三滑塊和第四滑塊，第四滑塊的一側壁上連接有第二彈簧，第二彈簧另一端連接第二固定塊，框體的后側壁末端與后擋板活動連接，第一光敏元件和第二光敏元件均連接至計時器，測試件穿過第一光敏元件和第二光敏元件產生的脈沖信號作為計數器的閘門，得到計數值N_x，第一光敏元件與第二光敏元件距離為定距L；所述方法包括如下步驟：

步驟一：將待測的物體受力面放置在第一光敏元件與第二光敏元件的右側；