[發(fā)明專利]落球式耐久沖擊試驗(yàn)的加速試驗(yàn)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310433451.3
• 申請日: 2023-04-21
• 公開（公告）號: CN116148105B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊先龍;周瑞;劉陽;李其
• 申請（專利權(quán)）人: 清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院
• 主分類號: G01N3/34
• 分類號: G01N3/34;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51217
• 代理人: 薛波

本發(fā)明涉及耐沖擊強(qiáng)度試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種落球式耐久沖擊試驗(yàn)的加速試驗(yàn)方法及系統(tǒng)，步驟如下：獲取受試產(chǎn)品在正常應(yīng)力基準(zhǔn)下的平均沖擊力數(shù)據(jù)以及可靠性試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量；將沖擊作為受試產(chǎn)品的加速應(yīng)力，獲取受試產(chǎn)品在加速應(yīng)力條件下的沖擊力數(shù)據(jù)；基于受試產(chǎn)品在正常應(yīng)力基準(zhǔn)下的平均沖擊力數(shù)據(jù)以及受試產(chǎn)品在加速應(yīng)力條件下的沖擊力數(shù)據(jù)，計(jì)及S?N曲線計(jì)算沖擊加速應(yīng)力的應(yīng)力加速因子；基于所述應(yīng)力加速因子以及正常應(yīng)力基準(zhǔn)下受試產(chǎn)品的可靠性試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量計(jì)算加速應(yīng)力條件下的可靠性加速試驗(yàn)時(shí)間；基于加速應(yīng)力條件下的可靠性加速試驗(yàn)時(shí)間開展加速試驗(yàn)。本加速試驗(yàn)方法可對落球式?jīng)_擊耐久性試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)大幅加速。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及耐沖擊強(qiáng)度試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種落球式耐久沖擊試驗(yàn)的加速試驗(yàn)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

落球沖擊試驗(yàn)（falling?ball?impact?test）是將規(guī)定質(zhì)量的球（或其它重物）從不同高度落下；或在規(guī)定高度下將不同質(zhì)量的球（或其它重物）落下，以評估樣品耐沖擊強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)。

落球沖擊試驗(yàn)主要測試對象為數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)、PDA、計(jì)算器、記事本、電話機(jī)等通訊、IT產(chǎn)品的整機(jī)或膠殼及陶瓷、玻璃等材料。同時(shí)，在電力設(shè)備以及運(yùn)動器械等領(lǐng)域，落球沖擊試驗(yàn)往往用于評估產(chǎn)品的抗“X萬次”或抗“X百天”的長時(shí)間沖擊評估之中，而這些試驗(yàn)基本都是在“落球”原理基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)而成，用與實(shí)際使用時(shí)的相似沖擊物對外部沖擊應(yīng)力進(jìn)行模擬，因此稱之為“落球式耐久沖擊試驗(yàn)”。

以跑步機(jī)耐久沖擊試驗(yàn)為例，標(biāo)準(zhǔn)要求沖擊重物質(zhì)量為75kg，下落高度10mm，沖擊頻率不小于30次/min。同時(shí)，家用跑步機(jī)沖擊次數(shù)為12000次，商用跑步機(jī)沖擊次數(shù)為100000次。一般情況下，企業(yè)考慮實(shí)際產(chǎn)品使用情況，同時(shí)為確保批次產(chǎn)品質(zhì)量均滿足要求，在設(shè)計(jì)和試驗(yàn)時(shí)，會對沖擊次數(shù)進(jìn)行倍數(shù)放大，大約為家用產(chǎn)品連續(xù)400小時(shí)測試，商用產(chǎn)品連續(xù)3000小時(shí)測試。假設(shè)試驗(yàn)設(shè)備24小時(shí)不停機(jī)，家用產(chǎn)品需要連續(xù)測試16.67天，商用產(chǎn)品更是需要連續(xù)測試125天才能完成。而一般情況下家用跑步機(jī)新品周期為3個(gè)月，商用跑步機(jī)新品周期為6個(gè)月，試驗(yàn)時(shí)間占新品總體研發(fā)時(shí)間比例過大，無法留給研發(fā)、試制、改進(jìn)足夠裕度。如若試驗(yàn)無法一次通過，那么企業(yè)整個(gè)上新計(jì)劃將必定延遲。因此，該項(xiàng)試驗(yàn)需要在一定程度上形成加速。

傳統(tǒng)落球沖擊試驗(yàn)主要是針對材料、部件以及整機(jī)等樣品沖擊強(qiáng)度進(jìn)行單次試驗(yàn)評價(jià)，由于該種驗(yàn)證試驗(yàn)的方法已完全標(biāo)準(zhǔn)化，因此該試驗(yàn)改進(jìn)方向主要集中在試驗(yàn)設(shè)備的關(guān)鍵部件材料和結(jié)構(gòu)、設(shè)備整體框架結(jié)構(gòu)及其自動化測試裝置和控制方法等方面。一般情況下，試驗(yàn)人員僅僅通過調(diào)節(jié)沖擊頻率來實(shí)現(xiàn)一定程度上的增速，例如：將沖擊頻率由30次/min提升至45次/min。

而上述加速方法存在兩個(gè)制約：其一是沖擊結(jié)構(gòu)一般為“重物+執(zhí)行機(jī)構(gòu)”組成，執(zhí)行機(jī)構(gòu)通常為電機(jī)或氣壓/液壓桿，為保障重物自由落體，執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要充分保證下落時(shí)間不對重物產(chǎn)生干擾，因此重物下落過程和時(shí)間不允許控制，致使沖擊頻率是不能夠無限制增加的，該種方法的加速能力有限；其二是加速可調(diào)節(jié)維度極其有限，目前僅頻率一項(xiàng)。因此加速試驗(yàn)方法仍需突破。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種落球式耐久沖擊試驗(yàn)的加速試驗(yàn)方法及系統(tǒng)，從試驗(yàn)原理和疲勞累計(jì)試驗(yàn)本質(zhì)物理問題出發(fā)進(jìn)行加速研究，以解決試驗(yàn)的加速難題。

本發(fā)明的實(shí)施例通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：落球式耐久沖擊試驗(yàn)的加速試驗(yàn)方法，包括如下步驟：

獲取受試產(chǎn)品在正常應(yīng)力基準(zhǔn)下的平均沖擊力數(shù)據(jù)以及正常應(yīng)力基準(zhǔn)下受試產(chǎn)品的可靠性試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量；

將沖擊作為受試產(chǎn)品的加速應(yīng)力，獲取受試產(chǎn)品在加速應(yīng)力條件下的沖擊力數(shù)據(jù)；

基于受試產(chǎn)品在正常應(yīng)力基準(zhǔn)下的平均沖擊力數(shù)據(jù)以及受試產(chǎn)品在加速應(yīng)力條件下的沖擊力數(shù)據(jù)，計(jì)及S-N曲線計(jì)算沖擊加速應(yīng)力的應(yīng)力加速因子；

基于所述應(yīng)力加速因子以及正常應(yīng)力基準(zhǔn)下受試產(chǎn)品的可靠性試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量計(jì)算加速應(yīng)力條件下的可靠性加速試驗(yàn)時(shí)間；