一种水平冲击试验装置

1.本发明涉及冲击试验领域，具体的说是一种水平冲击试验装置。


背景技术：

2.在大过载条件下，如用于模拟爆炸、冲击等问题的实验条件模拟时，需要用到机械波冲击试验装置，现有的水平冲击试验装置存在随使用次数增加碰撞、接触部位易发生塑性变形、不易更换部件，以及冲击速度难以掌控、所得波形峰值、周期不易调整等问题。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中的不足，本发明提供了一种水平冲击试验装置，该装置具有冲击速度可控、接触面不易磨损变形，波形周期、峰值可调，安全性高等优点。
4.为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：一种水平冲击试验装置，包括支撑系统、磁力发生系统以及碰撞系统，其中：所述支撑系统包括外框架整体呈长方体形的底座，所述底座内沿其长度方向平行设有上下两对导杆；所述磁力发生系统包括线圈、与线圈相连的电压可调的直流高压发生器，所述线圈支撑于底座中部；所述碰撞系统包括冲击锤、缓冲板、阻尼器以及波形发生器，所述阻尼器一端与底座内侧壁相连接，另一端与穿设于导杆上的缓冲板相连接，所述冲击锤穿设于导杆上并能够沿导杆滑动，所述冲击锤能够穿过线圈与缓冲板实现对心自由碰撞，所述波形发生器的信号传感片粘贴于缓冲板靠近阻尼器一侧上；冲击试验时，所述直流高压发生器能够对线圈施加高压使线圈产生强电磁力，驱动冲击锤沿导杆加速运动撞击缓冲板，进而在波形发生器上产生冲击。
5.进一步地，所述冲击锤包括锤体以及四块沿锤体外周面均匀分布的连接板，各块连接板的一端固定于锤体上，另一端穿设于导杆上。
6.进一步地，缓冲板中部设有与冲击锤端面匹配的凹槽。
7.进一步地，所述线圈临近缓冲板的一端设有用于控制直流高压发生器的光控开关，光控开关检测到冲击锤穿出线圈时能够控制直流高压发生器关闭。
8.进一步地，所述阻尼器为电磁阻尼器、液压阻尼器、弹簧阻尼器或空气阻尼器中的任一一种。
9.进一步地，所述底座包括整体呈u型的支撑座，支撑座的开口处通过两平行侧壁的支撑安装有两根平行且等高的支撑杆，所述支撑座中的一侧壁与底壁可拆卸连接。
10.进一步地，支撑座中可拆卸的侧壁上设有与导杆匹配的通孔，另一侧壁上设有与导杆一端的螺纹段相配合的螺纹孔。
11.进一步地，所述线圈通过固定环支撑于底座内。
12.进一步地，所述固定环包括上下两个绝缘半圆形板和上下两对支撑腿，上下两个
绝缘半圆形板的两端设有带螺纹孔的肋板，上支撑腿的一端固定于上绝缘半圆形板上，另一端固定于支撑杆上，下支撑腿的一端固定于下绝缘半圆形板上，另一端固定于支撑座的底壁上。
13.进一步地，通过调节直流高压发生器的电压能够调节线圈产生的磁力，进而调节冲击锤的撞击速度；通过调节阻尼器的阻尼能够实现对冲击过载波形的调控。
14.有益效果（1）、本发明提出的一种水平冲击试验装置，所述直流高压发生器能够对线圈施加高压使线圈产生强电磁力，驱动冲击锤沿导杆加速运动撞击缓冲板，进而在波形发生器上产生冲击。该装置结构简单、易操作，具有良好的应用前景。
15.（2）、本发明于缓冲板中部设置与冲击锤端面匹配的凹槽，增大了碰撞接触面积，避免碰撞、冲击发生的接触面发生相对滑移、塑性变形等问题，提高了载荷传递效率。
附图说明
16.图1为本发明水平冲击试验装置的示意图。
17.图2为本发明中冲击锤的结构示意图。
18.图3为本发明中缓冲板的结构示意图。
19.图4为本发明中固定环的结构示意图。
20.图5为本发明中空气阻尼器的分解示意图。
21.图6为本发明中支撑系统的结构示意图。
22.图示标记：1、冲击锤，11、锤体，12、连接板，2、直流高压发生器，3、固定环，31、绝缘半圆形板，32、上支撑腿，33、下支撑腿，4、导杆，5、波形发生器，6、空气阻尼器，61、固定盘，62、空气弹簧，7、缓冲板，71、凹槽，8、底座，81、支撑座，82、支撑杆，9、线圈。
具体实施方式
23.下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
24.一种水平冲击试验装置，请参考图1，该装置包括支撑系统、磁力发生系统以及碰撞系统，其中：所述支撑系统包括外框架整体呈长方体形的底座8，所述底座8内沿其长度方向平行设有上下两对导杆4；所述磁力发生系统包括线圈9、与线圈9相连的电压可调的直流高压发生器2，所述线圈9支撑于底座8中部；所述碰撞系统包括冲击锤1、缓冲板7、阻尼器以及波形发生器5，所述阻尼器一端与底座8内侧壁相连接，另一端与穿设于导杆4上的缓冲板7相连接（提供弹性支撑），所述冲击锤1穿设于导杆4上并能够沿导杆4滑动，所述冲击锤1能够穿过线圈9与缓冲板7实现对心自由碰撞，所述波形发生器5的信号传感片粘贴于缓冲板7靠近阻尼器一侧上以记录并绘制冲击过载波形；
冲击试验时，所述直流高压发生器2能够对线圈9施加高压使线圈9产生强电磁力，驱动冲击锤1沿导杆4加速运动撞击缓冲板7，进而在波形发生器5上产生冲击。
25.其中，请参考图1和图2，所述冲击锤1包括锤体11以及四块沿锤体11外周面均匀分布的连接板12，各块连接板12的一端固定于锤体11上，另一端穿设于导杆4上。
26.详细地，请参考图3，缓冲板7中部设有与冲击锤1端面匹配的凹槽71，通过设置凹槽71增大了碰撞接触面积，避免碰撞、冲击发生的接触面发生相对滑移、塑性变形等问题，单位面积上压强更小，碰撞面处变形、磨损更小。
27.需要说明的是，所述线圈9临近缓冲板7的一端设有用于控制直流高压发生器2的光控开关，光控开关检测到冲击锤1穿出线圈9时能够控制直流高压发生器2关闭。
28.进一步地，所述阻尼器为电磁阻尼器（电磁阻尼器可通过改变励磁电压值改变刚度和阻尼）、液压阻尼器、弹簧阻尼器或空气阻尼器6等弹性阻尼器。图1和图5以空气阻尼器为例，所述空气阻尼器6包括空气弹簧62、设于空气弹簧62两侧的固定盘61以及与空气弹簧62相连以调节空气弹簧62内部气压的安全气阀，应保证缓冲板7的中心线与空气阻尼器6的中心线保持一致。
29.请参考图6，所述底座8包括整体呈u型的支撑座81，支撑座81的开口处通过两平行侧壁的支撑安装有两根平行且等高的支撑杆82，所述支撑座81中的一侧壁与底壁可拆卸连接（本说明书中称该侧壁为“可拆卸侧壁”或“可拆卸的侧壁”）。支撑座81的底壁与支撑杆82之间、两根支撑杆82之间均设有加强筋。
30.进一步地，导杆4的一端设有螺纹段，支撑座81中可拆卸侧壁上设有与导杆4匹配的通孔，另一侧壁上设有与导杆4的螺纹段相配合的螺纹孔。
31.进一步地，所述线圈9通过固定环3支撑于底座8内，详细地，请参考图4，所述固定环3包括上下两个绝缘半圆形板31和上下两对支撑腿32,33，上下两个绝缘半圆形板31的两端设有带螺纹孔的肋板，上支撑腿32的一端固定于上绝缘半圆形板31上，另一端固定于支撑杆82上，下支撑腿33的一端固定于下绝缘半圆形板31上，另一端固定于支撑座81的底壁上。
32.该装置在安装时，首先将导杆4旋入支撑座81侧壁（该侧壁指与可拆卸侧壁相对应的侧壁）上的螺纹孔内，再将阻尼器安装固定于该侧壁上，缓冲板7穿过导杆4与阻尼器连接，安装下绝缘半圆形板，将线圈9放置于下绝缘半圆形板之上，上绝缘半圆形板扣合于线圈9上并与下绝缘半圆形板通过螺栓连接固定，冲击锤1穿设于导杆4上，将导杆4远离阻尼器的一端插入支撑座81可拆卸侧壁的通孔中以支撑稳定导杆4，将支撑座81中可拆卸侧壁使用螺栓与底壁固定，启动直流高压发生器2，线圈9产生强磁力驱动冲击锤1撞击缓冲板7，进而在波形发生器5上产生冲击，通过调节直流高压发生器2的电压能够控制冲击锤1的撞击速度（直流高压发生器2的电压可调，通过调节对线圈9施加的电压大小，改变线圈9产生的磁力，控制冲击锤1撞击时速度)，进而实现对波形峰值的调节；通过调节阻尼器的阻尼（如空气阻尼系统中，调节空气弹簧气压），实现对波形周期的调控。
33.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非随本发明作任何形式上的限制。凡根据本发明的实质所做的等效变换或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。