[发明专利]一种F‑t曲线模拟装置

说明书

技术领域

本发明属于基础试验技术领域，尤其涉及一种F-t曲线模拟装置。

背景技术

在两个构件发生撞击时，由于构件材料、结构的不同，在相同大小的动量条件下，也存在不同的冲击曲线，即F-t曲线不同，不同大小的冲击曲线，对构件的刚强度和运动特性不同，因此，对于构件撞击下的试验验证，需设置F-t曲线模拟装置，以更好的模拟真实的工况。

发明内容

本发明提供一种F-t曲线模拟装置，用于在实验室内模拟真实撞击过程，获取撞击曲线。

本发明采用以下技术方案：

一种F-t曲线模拟装置，包括主动件、曲线模拟装置、被动件、控制装置，曲线模拟装置包括密闭的腔体，该腔体上具有充气口，腔体固定在主动件上，通过主动件向被动件运动，使得曲线模拟装置撞击被动件，根据撞击中产生力与时间，在控制装置中形成F-t冲击曲线，其中F表示力，t表示时间。

腔体与被动件相撞的一面贴有力传感器，通过曲线模拟装置撞击被动件过程中力传感器测得的不同时间的力的大小，在控制装置中形成撞击过程中的F-t冲击曲线。

所述被动件上装有速度传感器和位移传感器，通过撞击过程中获取的速度数据和位移数据，在控制装置中形成撞击过程中的F-t冲击曲线。

腔体为钢质。

本发明的装置能够通过腔体的改变和腔体内的气压改变，调整气体初压和压缩比实现对输出力的控制，调整范围大，调整方便。

附图说明

图1为本发明的装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

本发明提供一种F-t曲线模拟装置，包括主动件、曲线模拟装置、被动件、控制装置，主动件用于模拟真实撞击物体，被动件用于模拟被撞击物体，被动件的材质可以选择不同的材质，能够获取不同的材质的冲击曲线，因为在相同的动量条件下，由于撞击特性的不同，构件之间的F-t曲线也不相同。主动件和被动件的质量可以与物体同质量，也可以与真实撞击物体同比例缩放。控制装置用于获取撞击过程中的参数，进而获取F-t冲击曲线。该控制装置至少应包括处理器，处理器上设置数据输入接口，处理器内预装载有现有的绘图软件。控制装置还可以包括显示器。

曲线模拟装置包括密闭的腔体，腔体可以选用现有的钢材质材料制作，该腔体上具有充气口，能够对腔体内进行充气，控制腔体内气体的初压；同时，通过对腔体的大小进行不同设置，实现撞击后腔体容积的不同压缩比变化，实现对输出力的控制，该控制调整范围大，调整方便。

腔体固定在主动件上，例如可通过螺栓固定，通过外部驱动力驱动，达到所要求的动能后，模拟真实的速度使主动件向被动件运动，使得曲线模拟装置撞击被动件，并在撞击过程中完成曲线模拟装置和被试件之间的动量交换，根据撞击中产生力与时间，在控制装置中形成F-t冲击曲线。

F-t冲击曲线的获取有方法，下面为两种常用的方法。

第一种方法为：腔体与被动件相撞的一面贴有力传感器，曲线模拟装置撞击被动件过程中力传感器能够测得每时每刻的力F的大小，而在未撞击过程中，力F的大小是忽略不计的，因此，能够根据力传感器测得的数据获取每个时间t的力F的大小，进而在控制装置中形成撞击过程中的F-t冲击曲线。

第二种方法为：在被动件上装上速度传感器和位移传感器，能够获取撞击过程中的速度数据和位移数据，同样，速度传感器和位移传感器在未撞击的过程中获取的数值大小可忽略不计，因此，能够通过速度传感器获取的数值，获取撞击的时间，而通过速度传感器和位移传感器获取的数据，根据牛顿定律和力学基本公式，能够获取每个时间t的撞击力F的大小，进而能够在控制装置中形成撞击过程中的F-t冲击曲线。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。