[发明专利]一种材料防护性能检测装置及检测方法

说明书

本发明提供了一种材料防护性能检测装置及检测方法，该装置包括底座以及设置在底座上的夹持测试组件、机械摆动组件；其中：夹持测试组件包括固定在底座上力学传感器及样品夹持机构，样品夹持机构用于使待测样品能紧贴力学传感器；机械摆动组件包括摆杆和摆锤，摆锤固定在摆杆的第二端，以摆杆的第一端为圆心做弧形轨道运动，并沿预设方向冲击力学传感器。该方法包括：使处于预设位置的摆锤直接冲击力学传感器，并记录此时冲击力值，记为A；将待测样品固定到力学传感器外侧，使处于预设位置的摆锤冲击待测样品，记录此时冲击力值，记为B；计算冲击传递性能α＝B/A。本发明没对样品产生永久损伤，且能定量描述材料的冲击防护能力。

技术领域

本发明属于材料力学性能测试设备，具体涉及一种材料防护性能检测装置及检测方法。

背景技术

防护材料的应用十分广泛，如日常生活、工业建设、企业生产、航空事业等，材料受到力学冲击时，冲击动能通过三种形式进行转化，一部分能量以动能形式弹回，一部分能量通过材料进行传递，剩余能量被材料吸收以内能形式存在，而材料的防护性能可以通过弹回能量和传递能量来体现，但由于各种材料的本身性质不同，如何对材料的防护性能进行评价尚未形成统一的测试标准。

目前材料能量吸收性能的主要测试手段有动态力学分析仪(DMA)，通过测试损耗模量和储能模量与多种因素(温度、频率、载荷、应变等)的关系，在一定意义上可以定量描述材料的防护效果，但是由于设备限制，通过模量所评价出的仅是材料总的能量耗散，对冲击过程瞬间材料对冲击力的吸收情况缺乏表征，并且测试范围局限在线性小应变范围，实验工作量大，仪器成本高。当采用将样品折断或拉断等破坏性实验时，更无法保证材料在进行测试后仍可以继续正常工作。

因此，如何简单快捷、经济有效地反映材料的冲击防护能力，同时兼顾对测样品无永久损伤是长期以来亟待解决的问题。

发明内容

本发明的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明而学习。

为克服现有技术的问题，本发明提供一种材料防护性能检测装置，包括底座以及设置在底座上的夹持测试组件、机械摆动组件；其中：

所述夹持测试组件包括固定在底座上力学传感器及样品夹持机构，所述样品夹持机构用于使待测样品能紧贴所述力学传感器；

所述机械摆动组件包括摆杆和摆锤，所述摆锤固定在所述摆杆的第二端，以所述摆杆的第一端为圆心做弧形轨道运动，并沿预设方向冲击所述力学传感器。

可选地，所述底座上设有至少一根立柱，所述力学传感器上设有与所述至少一根立柱相匹配的安装通孔。

可选地，所述样品夹持机构包括压环、弹性件及螺母；所述压环上设有与所述至少一根立柱相匹配的通孔，所述弹性件能套设在所述立柱上，所述立柱上设有与所述螺母相匹配的螺纹。

可选地，所述样品夹持机构包括竖直设置的测试平台，固定在所述底座上，所述力学传感器位于所述测试平台的前方。

可选地，所述摆锤用于冲击的一端为半球形。

可选地，所述机械摆动组件进一步包括标有回弹性数值的刻度尺，所述刻度尺的中心点与所述圆心重合。

可选地，所述材料防护性能检测装置包括高速动态力值测量系统，所述高速动态力值测量系统40包括与所述力学传感器相连的压电转换器以及与所述压电转换器相连的信号处理器。

可选地，所述信号处理器用于将接收所述压电转换器的电信号，并据此获取冲击力值与时间的关系曲线。

根据本发明的另一个方面，提供一种材料防护性能检测方法，包括：

S1、使处于预设位置的摆锤直接冲击力学传感器，并记录此时冲击力值，记为A；