[發明專利]一種沖擊強度測試系統及其沖擊強度測試方法

在審

• 申請號: 201910528529.3
• 申請日: 2019-06-18
• 公開（公告）號: CN110320114A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 呂靜;張遠平;高衡;張泰華
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電研究院
• 主分類號: G01N3/303
• 分類號: G01N3/303;G01N3/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 韓世虹

本發明涉及材料沖擊強度領域，公開了一種沖擊強度測試系統及其沖擊強度測試方法，包括吹脹結構，用于固定浮空器囊體材料試件，并向吹脹結構與浮空器囊體材料試件形成的封閉空間內充氣；自動釋放裝置，用于固定并釋放載荷，自動釋放裝置與吹脹結構間隔預設距離，自動釋放裝置固定在吹脹結構的上方；溫控裝置，用于調節浮空器囊體材料試件所受的溫度。本發明通過將浮空器囊體材料試件安裝在吹脹結構上，模擬了真實使用中浮空器囊體材料試件承受的來自浮空器內部氣壓載荷。同時，通過控溫裝置模擬了浮空器使用過程中的真實環境溫度，將不同重量的載荷通過自動釋放裝置自由落體沖擊到浮空器囊體材料試件上，更準確的得到浮空器囊體材料的沖擊強度。

技術領域

本發明涉及材料沖擊強度領域，特別涉及一種沖擊強度測試系統及其沖擊強度測試方法。

背景技術

浮空器為利用輕于空氣的氣體(氫氣、氦氣、熱氣等)提供升力的飛行器，浮空器節能、飛行高度高、駐空時間長、運行維修經濟、環保，是目前國際上空間飛行器技術與應用研究的熱點，被廣泛應用于軍事和民用領域。浮空器主要包括飛艇、系留氣球和高空氣球，飛艇、高空氣球的工作高度升限都在平流層，溫度最低可達到-70度。

浮空器囊體材料問題是研制浮空器的技術難點之一，為了適應試驗過程中晝夜溫差大、高輻射、高臭氧等復雜而又特殊的環境要求，飛艇的囊體材料需要滿足高強度、輕質、耐環境性好、抗沖擊性能、低的氣體滲透性和良好的加工工藝性等性能。其中沖擊強度是材料在沖擊狀態下的韌性或對斷裂的抵抗能力，衡量材料經受沖擊載荷的能力，是選擇浮空器囊體材料的一個重要指標。目前關于材料沖擊強度的測量為單獨的材料薄膜在擺錘或者落球情況下所測，而浮空器囊體材料的真實使用情況為浮空器囊體材料承受一定的氣壓載荷，并且所處環境溫度與實驗室溫度不同，常規的測試無法模擬浮空器囊體材料使用過程中浮空器的真實氣壓。

發明內容

(一)要解決的技術問題

鑒于上述技術缺陷和應用需求，本申請提出一種沖擊強度測試系統及其沖擊強度測試方法，旨在模擬浮空器囊體材料實際使用時的氣壓載荷，并且模擬所處實際環境的溫度，準確得到該浮空器囊體材料沖擊強度。

(二)技術方案

為解決上述問題，本發明提供一種沖擊強度測試系統，包括：吹脹結構，用于固定浮空器囊體材料試件，并向所述吹脹結構與所述浮空器囊體材料試件形成的封閉空間內充氣；自動釋放裝置，用于固定并釋放載荷，所述自動釋放裝置與所述吹脹結構間隔預設距離，所述自動釋放裝置固定在所述吹脹結構的上方；溫控裝置，用于調節所述浮空器囊體材料試件所受的溫度。

進一步地，還包括：箱體；所述吹脹結構設置在所述箱體內，所述自動釋放裝置設置在所述箱體上方，所述溫控裝置用于調節所述箱體內的溫度。

進一步地，所述箱體內設有固定架；所述吹脹結構設置在所述固定架上。

進一步地，所述箱體底部設有支架，所述箱體通過所述支架設置在地面上。

進一步地，所述吹脹結構包括：圓盤底座和法蘭圈，所述浮空器囊體材料試件通過固定件固定在所述圓盤底座和所述法蘭圈之間。

進一步地，所述圓盤底座上設有壓差口和充氣口，所述壓差口用于測量壓力，所述充氣口用于調節所述封閉空間內的氣壓。

進一步地，所述吹脹結構還包括：壓差傳感器、工控機和儲氣部件；所述壓差傳感器與所述壓差口連通，所述儲氣部件與所述充氣口連通；所述壓差傳感器與工控機電連接，所述工控機與所述儲氣部件電連接；所述壓差傳感器用于檢測所述封閉空間內的氣壓，并將檢測信號發送至所述工控機；所述工控機根據所述檢測信號控制所述儲氣部件。

進一步地，所述儲氣部件中的氣體為空氣、氦氣、氮氣或氧氣中的一種或多種。

進一步地，所述溫控裝置控制的溫度范圍為-100℃至200℃。