文档介绍：振动与冲击
第 29卷第 12期 JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCK
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檪工程应用
一种便携式高 g值冲击试验装置的设计
王超,陈光焱,邓开举
(中国工程物理研究院电子工程研究所,绵阳 621900)
摘要:为对惯性开关进行大于 8000g的冲击检测,设计一种便携式冲击试验装置。根据弹性力学的赫兹理论,
对该冲击试验装置进行了动力学分析,采用四阶龙格-库塔(Runge-Kutta)算法求解得到了结构参数与冲击特性的关
系。采用 Endevco2270标准传感器进行标定,标定结果满足设计要求,即该冲击试验装置可产生最大幅值约 8400g,脉宽
约 110μs的冲击加速度信号,在同一高度测试的相对误差小于 6%,具有良好的输出稳定性。该冲击试验装置体积小,质
量轻,便于携带,维护简单,安全可靠,可用于小尺寸惯性器件冲击检测及抗冲击实验等。
关键词:冲击试验装置;高 g值;赫兹理论;便携式
中图分类号:; 文献标识码:A
目前,产生高冲击加速度的测试装置有马歇特锤固定梁、梁架组件、立
击机、Endevco冲击标定系统、落锤冲击试验机和自由柱、吊篮组件、底座、
落杆等,主要用于小尺寸器件的检测、抗冲击实验等。保护盖、减震垫等八
马歇特锤击机利用杠杆原理,锤头碰砧瞬间产生高 g 部分,其中吊篮组件
值冲击加速度,其应力波的形式比较复杂,重复性比较由击块、导向片、小梁
好[1]。但由于只能产生特定分度齿对应的冲击加速组成。梁架组件可沿
度,比如 1齿对应 5000g,而 2齿对应 8000g,分度较立柱升降以调整冲击
粗,限制了其应用范围。Endevco冲击标定系统由压缩高度,吊篮组件用于
空气发射弹体,同轴撞击 Hopkinson杆的起始端[2],从安装传感器,并卡吊
而产生冲击加速度。通过调整压缩气体的压强,能够产到梁架组件上。两个
生任意幅值的冲击加速度,但每次测试均需标准传感器导向片装配形成 V形
进行比对,不适于对产品进行批量检测。落锤冲击试验槽,和立柱一同起到
机通过将电磁通电来吸附铁制重物,然后将电磁铁提升限位的作用。
到一定高度,再断电消磁使重物快速脱开、自由落下冲击该冲击试验装置
试件[3,4]。这些测试装置的一个共同特点是体积庞大, 利用了吊篮组件自由
质量较大,试验操作复杂,不具有良好的便携性。自由落下落后与底座的刚性
杆利用落杆从一定的高度自由下落,与钢砧的碰撞反弹碰撞产生冲击加速度
产生高 g值冲击加速度,便携性好,试验方法简单,适用的原理。使用时首先图 1 冲击试验装置结构示意图
于测试精度要求不是很高的情况[5]。将传感器刚性地安装
本文提出的高 g值冲击试验装置主要用于惯性开在击块上,然后很据所需冲击加速度的大小,调整梁架
关的检测[6,7],要求能够可靠输出幅值大于 8000g、脉组件的高度,将吊篮组件卡入梁架组件中,移走保护
宽大于 80μs的