落锤式冲击试验台的研究与设计

落锤冲击试验台作为考核汽车关键零部件冲击性能的主要设备,其设计合理性、系统可靠性将直接影响试验结果的准确度。文中通过对落锤冲击试验台目前存在的几种结构进行探讨和分析,设计了一种落锤冲击试验台,并对某商用车用半轴进行了冲击试验。     

磁流变半主动落锤冲击缓冲系统的"软着陆"控制试验与分析

研究了基于磁流变能量吸收器(Magnetorheological energy absorber,MREA)的单自由度冲击缓冲控制系统在落锤激励条件下的控制方法,实现最大化利用MREA的活塞行程并在活塞行程终点落锤速度减小至0的落锤"软着陆"控制目标.建立了基于MREA的单自由度冲击缓冲系统的动力学模型和试验测试系统.为了准确模拟MREA的磁滞非线性力,基于基本RC算子磁滞模型研究了MREA磁滞非线性力前馈跟踪方案.根据落锤的实时状态得出落锤下落的期望反馈,从而得出期望阻尼力进而实现落锤的缓冲控制.仿真分析和试验测试验证了基于准确的MREA磁滞非线性力模型的MREA冲击缓冲系统"软着陆"控制方案的可行性.     

一种旋转式汽车传动轴冲击强度试验台方案

介绍了旋转式汽车传动轴冲击强度试验台的工作原理，推出了落锤试验与旋转试验的等效条件，并对试验台系统软硬件的设计作了简介。     

核电项目落锤试样制备问题及处理

介绍了核电项目中落锤试验的应用情况,针对落锤试验起裂焊道问题,研究了起裂焊道的制备要求,研究发现：采用双道焊,有可能造成无塑性转变温度的降低;起裂焊道焊接电流也对落锤试验结果有显著影响。并得出了起裂焊道制备原则：应保证起裂区域具有足够的脆性,在落锤冲击作用下能够开裂。在此基础上,提出了起裂焊道制备偏离问题的建议和处理方法,并结合实际案例加以说明。     

蜂窝铝夹芯板动态冲击试验研究

采用落锤低速冲击试验测试蜂窝铝夹芯板的动态力学性能,研究了其破坏形态、破坏过程和典型荷载-位移曲线,分析了冲击速度和面板厚度两个因素对夹芯板极限冲击承载力和吸能量的影响,并和准静态试验下相应面板厚度的夹芯板进行力学性能对比。试验结果表明,蜂窝铝夹芯板的典型冲击荷载-位移曲线呈现出五个主要阶段,在不同冲击速度下夹芯板的极限冲击承载力和吸能量基本一致,而随着面板厚度的增加,夹芯板的极限冲击承载力和吸能量随之增加,三种不同面板厚度的夹芯板在落锤低速冲击作用下的极限冲击承载力和吸能量比在准静态作用下提高。     

落锤冲击试验系统搭建

随着计算机技术及信息技术的高速发展,为仪器的数字化提供了技术科技基础。数字化仪器设备的出现,打破了传统仪器的局限性,各行各业对数字化仪器设备的需求也日益增大。以落锤冲击材料试验机为研究对象,开发了以数字化仪器为基础的测控系统。通过对试验机三大系统:机械结构系统、测量与数据处理系统和控制系统的搭建,最终实现了落锤式冲击试验的平台搭建。     

圆钢管再生镍铁渣混凝土柱冲击性能试验

为研究掺镍铁渣钢管再生混凝土柱抗冲击性能,以粗骨料替代率、轴压比、落锤质量及冲击能量为变化参数,设计并制作了11根圆钢管再生混凝土柱。通过落锤冲击试验,得到了试件的破坏形态、位移时程曲线及冲击力时程曲线,研究了轴压比、粗骨料取代率、冲击能量和落锤质量对钢管再生混凝土柱侧向冲击性能的影响。结果表明：钢管再生混凝土柱抗冲击性能良好,能量吸收率基本恒定在67%左右;与取代率为0%相比,再生粗骨料取代率为30%时,试件跨中挠度平均降低8.9%;再生粗骨料取代率为70%时,试件跨中挠度平均降低11.4%;随着冲击能量的增加,试件跨中残余位移显著增大;轴压比在0～0.4以内,轴向力对钢管再生混凝土抗冲击性能有提高作用;落锤质量由330 kg增加至430 kg,冲击持续时间增加16%;套箍系数增大,跨中挠度减小。     

轻型无人机电池动态冲击性能研究

随着民用无人机在各领域的大量应用,其安全问题引起了广泛关注,现有研究大多是以硬物撞击的形式分析无人机撞击航空器问题,很少关注其机载锂离子电池可能带来的安全隐患。为了更好地分析碰撞过程中轻型无人机电池包的破坏机理,先通过放电容量和倍率性能试验,进行电池寿命及一致性的评估,开展不同冲击能量的电池单体落锤冲击试验,研究冲击能量与单体失效模式的关系,随后通过不同荷电状态电池包的落锤冲击试验,研究其碰撞安全特性。结果表明,试验用单体和电池包均处于许用寿命范围内,且具有较好的一致性;冲击能量大小与单体的破坏模式密切相关,三个区域的冲击能量对应着三种不同的破坏形式,中等冲击能量对电池产生了最严重的破坏;机械冲击致使电池发生内短路,进而诱发热失控是导致电池包严重破坏的主要原因,这些结果为民用无人机整机碰撞问题的研究提供有益的启示。     

双层钛合金波纹夹芯结构落锤冲击性能研究

对双层钛合金波纹夹芯结构进行2 m/s、4 m/s、6 m/s 3个速度下的落锤冲击试验,获得了冲击过程中接触力、冲头速度、位移和能量吸收情况。此外对同样结构的落锤冲击试验进行有限元模拟,获得了不同速度下的能量吸收效率及波纹夹芯结构各部分的能量吸收状况。结果表明:接触力、变形量以及能量吸收与初始冲击速度有密切的关系;计算和有限元模拟结果在峰值力上有一些差距,这是由于计算模型未考虑面板和夹芯层之间脱焊引起的,但在能量吸收方面两种方法结果比较吻合。     

重载矿用自卸车驾驶室ROPS&FOPS有限元分析

根据最新国际标准,运用大型通用有限元软件ANSYS Workbench,对重载矿用自卸车驾驶室ROPS&FOPS进行落锤冲击试验模拟与侧向、竖向、纵向载荷的加载试验分析,结果表明:该结构变形未侵入DLV,能量吸收性能满足标准要求。     

轨道车辆膨胀管式吸能元件吸能特性分析

以膨胀管式吸能元件为研究对象,通过全自动电液伺服压力机和大型落锤冲击试验机,对9个样件进行了18次试验。基于试验数据和数值模拟结果,分别研究了壁厚、锥头外径、冲击速度这三个参数对吸能元件吸能特性的影响。试验结果表明:膨胀管式吸能元件对速度冲击不敏感,落锤冲击下吸能元件的平稳缓冲力与准静态压缩时平稳缓冲力的比值约为0.96～0.98;当锥头外径一定时,吸能元件缓冲力与膨胀管壁厚基本成线性关系;当膨胀管壁厚一定时,吸能元件缓冲力与锥头外径近似成线性关系,且随着锥头外径的增加,缓冲力增加量有减小的趋势。为膨胀管式吸能元件的设计提供了依据。     

两种几何尺寸对落锤冲击装置加速度激励的影响

微机电系统的不断发展使得加速度传感器被广泛地应用于机械、航空、航天等各领域。加速度传感器的精确校准是其设计制造中的重要一环。落锤冲击装置是常见的加速度计校准系统中的信号输入装置,落锤几何尺寸的改变直接影响着加速度传感器的校准精度。文章基于有限元分析软件ABAQUS对落锤厚度与落锤碰撞面半径的尺寸大小对冲击加速度脉冲的影响进行了数值模拟研究。通过对数值模拟结果的分析得出了以上两种因素对加速度峰值和脉冲宽度的影响规律。不仅为落锤式冲击激励装置的优化提供了参考,也为优化加速度计校准方式提供了新的思路。     

基于IG模型的丁羟推进剂落锤撞击的数值模拟

为研究典型丁羟推进剂在非冲击作用下的点火机理,基于三项式点火增长反应速率模型,对丁羟推进剂进行小落锤试验的数值模拟,分析整个撞击过程中推进剂的动态力学响应,得到在不同落锤质量、落高加载条件下的σ-t曲线.研究结果表明:落高40 cm的σ-t曲线与有关文献实验结果吻合较好,可以很好地模拟丁羟推进剂在非冲击作用下的力学响应...     

落物保护装置冲击中落锤的动态响应

建立了落锤冲击工程车辆落物保护装置时的动量平衡方程的数学模型,并绘制出了相应的曲线,找出了影响落锤变形的各个因素和控制变形的依据.建立了落锤在冲击过程中,任一瞬时变形长度和非变形长度的数学模型,为研究落锤的塑性变形提供了理论根据.     

蓄压器膜盒低温液压冲击试验研究

为在地面验证蓄压器膜盒承受低温水击压力冲击的性能,建立了一种膜盒低温液压冲击试验系统。该系统以落锤作为能量冲击源,通过能量转化实现膜盒压力变化。对液压冲击试验系统进行了阐述,介绍了试验冲击压力、低温环境等边界条件模拟方法,分析了低温液压冲击试验中的关键技术,开展了蓄压器膜盒低温液压冲击试验,并对膜盒液压冲击过程进行了研究分析。试验结果表明,采用该试验方法能够考核膜盒液氮温区液压冲击性能,最后对试验过程中存在的问题提出改进方向。     

被动式Stewart隔冲平台的刚度特性

建立了Stewart隔冲平台的运动微分方程,分析了隔冲平台3个方向的动态刚度特性,讨论了刚度大小对平台抗冲击性能的影响,对隔冲平台进行了落锤式冲击试验,并与仿真结果进行了对比。研究结果表明:被动式Stewart隔冲平台的三向动态刚度近似呈线性;隔冲平台的横向冲击隔离率大于纵向冲击隔离率,纵向冲击隔离率大于垂向冲击隔离率;试验所得的冲击隔离率达到86.39%以上。研究成果可为Stewart隔冲平台在船舶设备抗冲击中的实际应用提供理论和试验依据。     

采用动态冲击汽车零件材料承载特性分析

根据C-NACP车辆正面偏置碰撞要求,获取车身前端结构碰撞过程中材料的应变速率,发现不同位置存在一定的差异;基于材料动态力学性能测试设备,获取车身结构件材料DP800在不同应变速率下的力学曲线,获取关键参数随应变速率的变化情况,获取变化规律;基于Johnson-Cook应变速率相关的本构模型,对材料的本构模型进行拟合;采用落锤冲击试验,对车身常用的帽型梁结构进行冲击测试;基于HyperWorks建立落锤冲击模型,将材料本构模型作为参数输入模型,对比是否应用应变速率相关本构模型,试验测试与仿真分析之间的差异,以验证分析的可靠性。结果可知：车辆碰撞过程中材料的应变速率差异较大,对性能影响较大;DP800呈现与应变速率的正相关,强度随应变速率增加而增大;延伸率、强塑积则呈现先下降后缓慢上升的趋势;落锤冲击表明,材料具有明显的动力力学特性;采用应变速率相关的本构模型作为参数输入,冲击过程最大载荷、平均载荷及压溃量仿真结果与试验结果误差控制在5%以内,且变化趋势基本一致;为考虑应变速率影响,误差较大,关键误差最大超过了30%;分析结果表明,汽车车身材料表现出明显的应变速率相关特性,在碰撞仿真分析...     

复材隧道逃生管道冲击数值模拟及试验研究

针对一种内外层为玻璃钢、芯层为陶粒树脂混凝土的新型复合材料隧道逃生管道结构,利用ABAQUS有限元软件对逃生管道的抗冲击性能进行了数值模拟,并进行了足尺试样冲击试验。对比现场冲击试验数据与数值模拟结果可得:(1)左端冲击时,端部的冲击变形最大,越往内侧变形量越小;中部冲击时,冲击点附近管道呈下凹趋势;(2)管道试样的冲击变形数值模拟预测结果与试验结果吻合良好;(3)所提出的新型逃生管道结构经300kg落锤7m高度下落冲击后,管道内部最小净空高度大于450mm,可以满足施工人员低姿匍匐逃生的安全空间要求。     

落锤冲击试验机数据采集与分析系统

本文简要介绍了落锤冲击试验机数据采集与分析系统的组成及工作过程。     

液压支架大流量安全阀动态性能试验方法研究

动态性能是煤矿液压支架用大流量安全阀的重要性能指标。该文阐述了现有的几种大流量安全阀的试验方法的原理及其特点,如落锤冲击系统、大流量泵供液系统、爆破冲击加载系统、伺服液压冲击系统和快速加载系统。通过对比分析,指出蓄能器为动力源的快速加载系统成本低、体积小、耗能少,是一种值得研究推广的试验方法。