[發(fā)明專利]一種落錘沖擊試驗(yàn)加載裝置及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010364027.4
• 申請(qǐng)日: 2020-04-30
• 公開（公告）號(hào): CN111366477A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 惠旭龍;劉小川;白春玉;舒挽;郭軍;張宇;牟讓科
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國飛機(jī)強(qiáng)度研究所
• 主分類號(hào): G01N3/303
• 分類號(hào): G01N3/303;G01N3/02;G01N3/06;G01M7/08
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)沖擊力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種落錘沖擊試驗(yàn)加載裝置及系統(tǒng)，提出一套框架兩套落錘系統(tǒng)的一體化設(shè)計(jì)方法。具體采用單點(diǎn)起吊、單點(diǎn)投放方式，結(jié)合高精度變頻提升控制和電動(dòng)推動(dòng)式鎖持機(jī)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，集成非接觸變形測(cè)試、壓電式撞擊力測(cè)試等先進(jìn)測(cè)試方法，給出了一種小質(zhì)量落錘沖擊試驗(yàn)加載裝置、系統(tǒng)與方法，可滿足2kg～200kg落錘沖擊試驗(yàn)需求，且該試驗(yàn)方法可操作性強(qiáng)、可靠性高，能顯著降低設(shè)備研制成本，提高試驗(yàn)測(cè)試效率，具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)沖擊力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種落錘沖擊試驗(yàn)加載裝置及系統(tǒng)，應(yīng)用于各類材料/結(jié)構(gòu)在2kg～200kg落錘質(zhì)量范圍內(nèi)的沖擊試驗(yàn)測(cè)試與分析。

背景技術(shù)

飛機(jī)墜撞、汽車碰撞、高鐵碰撞等工程問題研究中都涉及到材料/結(jié)構(gòu)的吸能設(shè)計(jì)，一般都要求通過落錘沖擊試驗(yàn)來評(píng)估材料/結(jié)構(gòu)的吸能特性。常規(guī)的沖擊試驗(yàn)都可以通過標(biāo)準(zhǔn)落錘試驗(yàn)機(jī)來實(shí)現(xiàn)，但對(duì)于落錘質(zhì)量跨度大，試驗(yàn)件尺寸跨度大等特殊沖擊試驗(yàn)，需要研制專用設(shè)備才能滿足試驗(yàn)測(cè)試需求。

國內(nèi)在落錘沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)研究中也有不少發(fā)明，并有多項(xiàng)專利技術(shù)，例如：一種模擬車輛碰撞的落錘沖擊試驗(yàn)裝置(中國專利：CN104913893B)，落下沖擊試驗(yàn)裝置(中國專利：CN103674462A)，雙柱往復(fù)式落錘試驗(yàn)機(jī)(中國專利：CN204389318U)，但這些試驗(yàn)裝置都無法同時(shí)涵蓋2kg～200kg落錘質(zhì)量范圍。對(duì)于尺寸跨度大的試驗(yàn)件，需要在一套設(shè)備中涵蓋不同量程和尺寸的測(cè)力平臺(tái)以及不同質(zhì)量的錘體，同時(shí)提供錘體沖擊后剩余能量的緩沖系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種落錘沖擊試驗(yàn)加載裝置及系統(tǒng)，以滿足各類小尺寸材料/結(jié)構(gòu)在2kg～200kg落錘質(zhì)量范圍內(nèi)的沖擊試驗(yàn)需求。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

技術(shù)方案一：

一種落錘沖擊試驗(yàn)加載裝置，所述裝置包括：試驗(yàn)框架1、大錘體結(jié)構(gòu)2、大提升結(jié)構(gòu)3、小提升結(jié)構(gòu)4、小錘體結(jié)構(gòu)5、小錘體雙立柱滑軌6、大錘體雙立柱滑軌7、大測(cè)力平臺(tái)8、小測(cè)力平臺(tái)9；

所述小錘體雙立柱滑軌6、大錘體雙立柱滑軌7分別豎直安裝在試驗(yàn)框架上，且所述所述小錘體雙立柱滑軌6、大錘體雙立柱滑軌7相互平行；

所述大錘體結(jié)構(gòu)2安裝在大提升結(jié)構(gòu)3的一端，且沿著大錘體雙立柱滑軌7運(yùn)動(dòng)，所述大提升結(jié)構(gòu)3另一端固定連接在大錘體雙立柱滑軌7的頂端；

所述小錘體結(jié)構(gòu)5安裝在小提升結(jié)構(gòu)4的一端，且沿著小錘體雙立柱滑軌6運(yùn)動(dòng)，所述小提升結(jié)構(gòu)4另一端固定連接在小錘體雙立柱滑軌6的頂端；

所述大測(cè)力平臺(tái)8固定在地面上，與所述大錘體結(jié)構(gòu)2的沖擊位置相對(duì)應(yīng)，所述小測(cè)力平臺(tái)9固定在地面上，與所述小錘體結(jié)構(gòu)5的沖擊位置相對(duì)應(yīng)。

本發(fā)明技術(shù)方案一的特點(diǎn)和進(jìn)一步的改進(jìn)為：

(1)大錘體結(jié)構(gòu)和小錘體結(jié)構(gòu)均由錘體導(dǎo)向輪A1、錘頭A2、配重塊A3、掛鉤A4、鎖體導(dǎo)向輪A5、鎖體掛鉤A6以及控制鎖A7組成；

所述控制鎖掛住錘體掛鉤，控制鎖勾的打開或釋放，通過錘體導(dǎo)向輪和鎖體導(dǎo)向輪限制大錘體結(jié)構(gòu)的側(cè)向運(yùn)動(dòng)。

(2)所述大錘體結(jié)構(gòu)的配重塊重量為20kg～200kg；

所述小錘體結(jié)構(gòu)的配重塊重量為2kg～20kg。

(3)所述控制鎖A7由鎖勾B1、絲杠B2以及作動(dòng)器B3組成，通過作動(dòng)器控制絲杠的推動(dòng)實(shí)現(xiàn)鎖勾的打開或閉合。

(4)大測(cè)力平臺(tái)和小測(cè)力平臺(tái)均由緩沖立柱C1、緩沖塊C2、緩沖塊高度調(diào)整齒C3以及測(cè)力平臺(tái)C4組成；

所述測(cè)力平臺(tái)用于放置試驗(yàn)件，緩沖立柱和測(cè)力平臺(tái)都通過螺栓固定在地基上；