[發(fā)明專利]三維沖擊力傳感器的三軸Hopkinson桿同步動態(tài)標(biāo)定裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810434830.3
• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN108645562B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭偉國;李鵬輝;袁康博
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01L25/00
• 分類號: G01L25/00
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種三維沖擊力傳感器的三軸Hopkinson桿同步動態(tài)標(biāo)定裝置，包括沿X軸為由X軸入射彈性桿(7)和X軸透射彈性桿(8)一維分離式Hopkinson壓桿系統(tǒng)；其特征在于還包括發(fā)射氣室(1)、發(fā)射閥(2)、發(fā)射炮管(3)、撞擊桿(4)、聚四氟乙烯托彈器(5)、脈沖整形器(6)和在一維分離式Hopkinson壓桿系統(tǒng)中心沿Y軸和Z軸分別加裝的Y軸透射彈性桿(9)和Z軸透射彈性桿(10)，形成真三軸加載系統(tǒng)；發(fā)射氣室(1)通過發(fā)射閥(2)連接發(fā)射炮管(3)、撞擊桿(4)和脈沖整形器(6)，撞擊桿(4)的兩端為聚四氟乙烯托彈器(5)；脈沖整形器(6)通過一段透射彈性桿和入射桿電液伺服控制系統(tǒng)(12)連接X軸入射彈性桿(7)，每根透射彈性桿上粘貼有應(yīng)變計，每根透射彈性桿的端點(diǎn)設(shè)有透射彈性桿電液伺服控制系統(tǒng)(13)，電液伺服控制系統(tǒng)的推桿前端設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)力傳感器；所述撞擊桿(4)的常態(tài)置于發(fā)射炮管(3)內(nèi)；所述X軸、Y軸和Z軸的彈性桿的截面相同，長度相同；待測三維沖擊力傳感器(14)置于三軸中心；

所述X軸、Y軸和Z軸的射彈性桿采用空心方桿或者圓截面桿；

所述X軸、Y軸和Z軸的射彈性桿的截面為20mm*20mm時，撞擊桿(4)的截面為20mm*20mm，聚四氟乙烯托彈器(5)的中心截面為20mm*20mm，發(fā)射炮管(3)的內(nèi)徑為30mm，發(fā)射閥(2)的進(jìn)出口通徑為30mm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述三維沖擊力傳感器的三軸Hopkinson桿同步動態(tài)標(biāo)定裝置，其特征在于：所述空心方桿采用鈦合金方桿。

3.一種利用權(quán)利要求1～2所述任一項三維沖擊力傳感器的三軸Hopkinson桿同步動態(tài)標(biāo)定裝置對三維沖擊力傳感器的動態(tài)靈敏度標(biāo)定的方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：將待測三維沖擊力傳感器(14)放置于三維Hopkinson桿六根標(biāo)準(zhǔn)桿中間的加載位置，通過X方向的入射彈性桿電液伺服控制系統(tǒng)(12)和透射彈性桿電液伺服控制系統(tǒng)(13)對待測三維沖擊力傳感器(14)施加三軸靜載，載荷大小由電液伺服控制系統(tǒng)的推桿前端安裝的標(biāo)準(zhǔn)力傳感器輸出，并讀取三維力傳感器的輸出數(shù)據(jù)；

步驟2：將撞擊桿(4)置于發(fā)射炮管(5)內(nèi)，待發(fā)射氣室(1氣壓達(dá)到所設(shè)預(yù)定值，打開發(fā)射閥(2)，這時撞擊桿通過一段透射彈性桿和入射桿電液伺服控制系統(tǒng)(12)撞擊X軸入射彈性桿(7)，X軸入射彈性桿(7)產(chǎn)生沿X軸向的動態(tài)加載應(yīng)力波，對待測三維沖擊力傳感器(14)的X向進(jìn)行加載，部分應(yīng)力波反射回來被入射彈性桿上的應(yīng)變計(11)記錄下來作為反射波，部分應(yīng)力波進(jìn)入X軸透射彈性桿(8)，由X軸透射彈性桿(8)上應(yīng)變計(11)記錄為透射波；與此同時，由于泊松效應(yīng)，三軸力傳感器的彈性體基座沿Y和Z方向同樣發(fā)生動態(tài)變形，產(chǎn)生的波形分別由Y向、Z向的Y軸透射彈性桿(9)以及Z軸透射彈性桿(10)上粘貼的應(yīng)變計(11)采集得到；根據(jù)一維應(yīng)力波理論分別計算X、Y和Z方向的動載荷；

步驟3：調(diào)整氣源預(yù)設(shè)氣壓值，重復(fù)步驟2，并根據(jù)三維沖擊力傳感器輸出的三維力載荷數(shù)據(jù)，完成對三維沖擊力傳感器的動態(tài)靈敏度標(biāo)定。