典型柔性構(gòu)件次碰撞試驗(yàn)臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種典型柔性構(gòu)件次碰撞試驗(yàn)臺。該次碰撞試驗(yàn)臺主要包括試驗(yàn)梁及其固定裝置，桿、球等典型柔性構(gòu)件及其運(yùn)動約束裝置，梁表面微小位移變化的測量裝置，以及獨(dú)立于試驗(yàn)臺主體結(jié)構(gòu)的次碰撞測量電路和激光測振儀。在桿、球等典型柔性構(gòu)件碰撞試驗(yàn)梁時，通過檢測裝置，收集試驗(yàn)數(shù)據(jù)，研究典型柔性構(gòu)件低速碰撞時的次碰撞行為。本發(fā)明試驗(yàn)臺構(gòu)件之間定位精確、試驗(yàn)臺工作穩(wěn)定、實(shí)驗(yàn)重復(fù)精度高；試驗(yàn)臺具有結(jié)構(gòu)簡單、易于調(diào)整等特點(diǎn)。
【專利說明】典型柔性構(gòu)件次碰撞試驗(yàn)臺
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種激發(fā)次碰撞現(xiàn)象的試驗(yàn)裝置，尤其是一種使得典型柔性構(gòu)件碰撞時產(chǎn)生次碰撞現(xiàn)象的水平低速碰撞試驗(yàn)臺。
【背景技術(shù)】:
[0002]現(xiàn)代工業(yè)中廣泛應(yīng)用著精度要求高、運(yùn)轉(zhuǎn)速度快、設(shè)計精巧的復(fù)雜柔性系統(tǒng)。柔性系統(tǒng)各構(gòu)件間會不可避免地出現(xiàn)多次低強(qiáng)度的彈塑性次碰撞現(xiàn)象。該類彈塑性次碰撞現(xiàn)象往往貫穿于整個運(yùn)行工作過程，且通常會造成結(jié)構(gòu)的磨損、疲勞、破壞、高幅振動和機(jī)械噪聲等。不僅會劣化系統(tǒng)的運(yùn)行精度，而且會降低系統(tǒng)的可控制性和長期運(yùn)行的可靠性，因此迫切需要對柔性構(gòu)件間發(fā)生的次碰撞現(xiàn)象進(jìn)行深入的分析和研究?，F(xiàn)有公知的試驗(yàn)臺中，沒有用于典型柔性構(gòu)件彈塑性次碰撞試驗(yàn)研究的試驗(yàn)臺。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0003]本發(fā)明的目的是提供一種典型柔性構(gòu)件次碰撞試驗(yàn)臺，用于研究典型柔性構(gòu)件在低速水平碰撞時激發(fā)出的彈塑性次碰撞現(xiàn)象。
[0004]本發(fā)明所提供的典型柔性構(gòu)件次碰撞試驗(yàn)臺包括試驗(yàn)梁7及其固定裝置、典型柔性構(gòu)件試驗(yàn)桿I及其運(yùn)動約束裝置、用于梁表面微小位移變化進(jìn)行測量的激光位移傳感器12、次碰撞測量電路17、激光測振儀16以及底座6 ;所述次碰撞測量電路中電路的一端連接到所述試驗(yàn)梁7上，所述電路的另一端連接典型柔性構(gòu)件試驗(yàn)桿I ;所述激光測振儀16與所述典型柔性構(gòu)件桿I處于所述試驗(yàn)梁7的同側(cè)，所述激光位移傳感器12位于所述試驗(yàn)梁7的另一側(cè)。
[0005]所述試驗(yàn)梁7及其固定裝置中的試驗(yàn)梁7兩端通過夾板8進(jìn)行夾緊，所述夾板8由螺栓固定在腳架9上，所述腳架9固定在所述底座6上，所述試驗(yàn)梁7厚度方向處于水平。
[0006]所述典型柔性構(gòu)件試驗(yàn)桿I及其運(yùn)動約束裝置中的試驗(yàn)桿I通過細(xì)線2懸掛在懸掛板4上，所述懸掛板4通過螺栓固定在擺動支架3上，將所述細(xì)線2、懸掛板4以及擺動支架3組成的單擺形式約束運(yùn)動裝置固定在所述底座6上。當(dāng)桿、球等典型柔性構(gòu)件自由擺動到最低點(diǎn)，速度方向處于水平，實(shí)現(xiàn)桿、球等典型柔性構(gòu)件對試驗(yàn)梁的水平碰撞。
[0007]所述激光位移傳感器12設(shè)置在傳感器平臺11上，所述傳感器平臺11通過螺栓固定在傳感器調(diào)整架14上，所述傳感器調(diào)整架14固定在所述底座6上。
[0008]對試驗(yàn)梁表面微小位移變化的測量，使用激光位移傳感器12，通過對傳感器平臺的調(diào)整，可以與試驗(yàn)梁7受碰撞的不同測試點(diǎn)相配合，完成對試驗(yàn)梁表面微小位移變化的測量；次碰撞測量電路17，電路的一端連接到試驗(yàn)梁7上，電路的另一端連接到試驗(yàn)桿I上，通過電路的通斷時間歷程，研究桿、球等典型構(gòu)件與試驗(yàn)梁的次碰撞次數(shù)以及碰撞過程中次碰撞的持續(xù)時間。激光測振儀16測量桿、球等典型柔性構(gòu)件碰撞過程中的位移、速度及加速度等試驗(yàn)數(shù)據(jù)，與桿、球等典型柔性構(gòu)件處于試驗(yàn)梁的同側(cè)。
[0009]本發(fā)明設(shè)計的試驗(yàn)臺，構(gòu)件之間定位精確，工作穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)重復(fù)精度高；結(jié)構(gòu)簡單，易于調(diào)整，能可靠模擬典型柔性構(gòu)件不同碰撞參數(shù)下的次碰撞行為。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0010]圖1是本發(fā)明試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2是本發(fā)明試驗(yàn)臺側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3是本發(fā)明試驗(yàn)臺工作流程示意圖；
[0013]圖4是本發(fā)明試驗(yàn)臺中次碰撞測量電路圖。
[0014]圖中:1:試驗(yàn)桿；2:細(xì)線；3:擺動支架；4:懸掛板；5:橫向移動槽；6:底座；7:試驗(yàn)梁；8:夾板；9:腳架；10:通槽；11:傳感器平臺；12:激光位移傳感器；13:傳感器調(diào)整架移動槽；14:傳感器調(diào)整架；15:固定架；16:激光測振儀；17:次碰撞測量電路。
【具體實(shí)施方式】:
[0015]不同的典型柔性構(gòu)件與不同固定方式的試驗(yàn)梁，兩者之間的碰撞，都有可能出現(xiàn)次碰撞行為，現(xiàn)在以桿與簡支方式下的梁進(jìn)行碰撞為例，對試驗(yàn)臺工作過程進(jìn)行說明。調(diào)整試驗(yàn)裝置，使得試驗(yàn)桿自由擺動到最低點(diǎn)時，與試驗(yàn)梁碰撞，然后，經(jīng)過外部的測試裝置，獲取相關(guān)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，最后，對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，研究次碰撞的行為。具體試驗(yàn)的流程示意圖見圖3。
[0016]在圖1中，首先，試驗(yàn)桿I通過細(xì)線2懸掛在一對懸掛板3之間，然后，懸掛板4通過螺栓固定在一對擺動支架3上，最后，將以上三者裝配后，固定在底座6上的橫向移動槽5內(nèi)。其中，懸掛板4可以通過螺栓的松緊，進(jìn)行縱向微小的調(diào)整，可以使得試驗(yàn)桿I運(yùn)動到最低點(diǎn)時，試驗(yàn)桿I恰好處于水平狀態(tài)，與試驗(yàn)梁7進(jìn)行水平碰撞；試驗(yàn)桿I的約束裝置，用螺栓固定在底座6上的橫向移動槽5內(nèi)，通過調(diào)整約束裝置的固定位置，可以改變試驗(yàn)桿I與試驗(yàn)梁7的碰撞位置，從而研究沿著試驗(yàn)梁長度方向，碰撞位置變化時對次碰撞現(xiàn)象的影響。
[0017]見圖1，試驗(yàn)梁7的支承方式是簡支固定方式，試驗(yàn)梁7兩端開有的圓弧凹槽，與一對夾板8上的外凸圓弧面相配合，形成簡支方式的試驗(yàn)梁7，然后將夾板8通過沉頭螺栓固定在腳架9上，最后將整個簡支梁7的固定裝置，通過腳架9與底座6螺栓連接，固定在底座6上。
[0018]在圖2中，激光位移傳感器12安放在傳感器平臺11上，傳感器平臺11的側(cè)面開有通槽13，通過螺栓的松緊，調(diào)整傳感器平臺11的高度，確保激光位移傳感器12發(fā)出的激光光點(diǎn)正對試驗(yàn)梁7上測試點(diǎn)。傳感器平臺11還可以在傳感器調(diào)整架13的通槽10內(nèi)，橫向移動，這樣可以配合完成不同碰撞位置時的碰撞試驗(yàn)。最后，將測量梁7表面微小位移變化的整體裝置通過固定架15，安裝在底座6上。
[0019]在圖4中，由直流堿性電池、120Ω電阻、高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、導(dǎo)線若干、與桿、梁組成回路，形成次碰撞測量電路17。電路的一端連接到桿I上，另一端連接到試驗(yàn)梁7上，碰撞和分離過程即為電路的通斷過程，通過該電路的通斷時間歷程，研究桿、球I等典型構(gòu)件與梁7的次碰撞次數(shù)以及次碰撞過程中的持續(xù)時間。
[0020]在圖1中，激光測振儀16與試驗(yàn)桿I處于試驗(yàn)梁7的同一側(cè)，可以測量O — IOm/s速度范圍內(nèi)運(yùn)動的桿I的速度、加速度、位移等數(shù)據(jù)，激光測振儀有專業(yè)的支撐架，可以獨(dú)立于試驗(yàn)臺，與桿I處于試驗(yàn)梁7的同一側(cè)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離非接觸測量。
[0021]綜上，將試驗(yàn)桿I移動到指定高度(用于獲得特定碰撞速度)，然后釋放，在桿I約束裝置的作用下，使得桿I運(yùn)動到最低點(diǎn)時恰好處于水平狀態(tài)，與試驗(yàn)梁7進(jìn)行水平碰撞。通過激光位移傳感器12，測量碰撞過程中試驗(yàn)梁表面測試點(diǎn)的位移信號；通過次碰撞測量電路17，測量碰撞過程中試驗(yàn)梁7與桿的次碰撞次數(shù)與次碰撞的持續(xù)時間；通過外設(shè)激光測振儀16，測量碰撞過程中試驗(yàn)桿I的速度、位移，加速度等信號；上述的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均通過高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行記錄。通過對比試驗(yàn)桿I和試驗(yàn)梁7碰撞接觸過程中兩者的實(shí)時位移，再結(jié)合兩者的幾何位置關(guān)系，用于研究碰撞過程中梁上塑性坑的變形過程和變化規(guī)律。
[0022]本發(fā)明提供的試驗(yàn)臺可以穩(wěn)定、準(zhǔn)確的提取研究次碰撞現(xiàn)象所需的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行次碰撞行為的研究。本說明只是用一種實(shí)例，說明發(fā)明的典型柔性構(gòu)件次碰撞試驗(yàn)臺的操作過程和工作原理，發(fā)明包括其他的試驗(yàn)裝置拓展和演變。
【權(quán)利要求】
1.典型柔性構(gòu)件次碰撞試驗(yàn)臺，其特征在于該試驗(yàn)臺包括試驗(yàn)梁(7)及其固定裝置、典型柔性構(gòu)件試驗(yàn)桿(1)及其運(yùn)動約束裝置、用于梁表面微小位移變化測量的激光位移傳感器(12)、次碰撞測量電路(17)、激光測振儀16以及底座6 ;所述次碰撞測量電路(17)中電路的一端連接到所述試驗(yàn)梁7上，所述次碰撞測量電路(17)中電路的另一端連接典型柔性構(gòu)件試驗(yàn)桿桿(I);所述激光測振儀(16)與所述典型柔性構(gòu)件試驗(yàn)桿桿(I)處于所述試驗(yàn)梁(7)的同側(cè)，所述激光位移傳感器(12)位于所述試驗(yàn)梁(7)的另一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述典型柔性構(gòu)件次碰撞試驗(yàn)臺，其特征在于所述試驗(yàn)梁(7)及其固定裝置中的試驗(yàn)梁(7)兩端通過夾板(8)進(jìn)行夾緊，所述夾板(8)由螺栓固定在腳架(9)上，所述腳架(9)固定在所述底座(6)上，所述試驗(yàn)梁(7)厚度方向處于水平。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述典型柔性構(gòu)件次碰撞試驗(yàn)臺，其特征在于所述典型柔性構(gòu)件試驗(yàn)桿(I)及其運(yùn)動約束裝置中的試驗(yàn)桿(I)通過細(xì)線(2 )懸掛在懸掛板(4 )上，所述懸掛板(4)通過螺栓固定在擺動支架(3)上，將所述細(xì)線(2)、懸掛板(4)以及擺動支架(3)組成的單擺形式約束運(yùn)動裝置固定在所述底座(6)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述典型柔性構(gòu)件次碰撞試驗(yàn)臺，其特征在于所述激光位移傳感器(12)設(shè)置在傳感器平臺(11)上，所述傳感器平臺(11)通過螺栓固定在傳感器調(diào)整架(14)上，所述傳感器調(diào)整架(14 )固定在所述底座(6 )上。
【文檔編號】G01M7/08GK103900782SQ201410155114
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】戚曉利, 李鋒, 許建, 尹曉春, 汪敏, 馮建有, 童靳于 申請人:安徽工業(yè)大學(xué)