[发明专利]一种适用于平板冲击的试验方法

说明书

本发明公开了一种适用于平板冲击的试验方法，利用高压气枪发射高强度子弹在水平方向上冲击试验试件，在这一过程中通过试件上的应变片和激光位移传感器采集试件的应变数据和试件中心位置变形数据。冲击过程结束后，将冲击试件取下在试件位置两侧布置铝箔纸试件，采用相同压力将子弹在次从高压气枪发射，对子弹穿透两侧铝箔纸的时刻进行记录，通过子弹穿过两铝箔纸的时间差可算得冲击速度，进一步通过动能方程可求得冲击能量。本发明解决了传统落锤冲击的回弹和底部空间限制的问题，此试验方法成本较低，可实施性强且试验结果较为准确。

技术领域

本发明属于材料力学测试领域，具体涉及一种适用于平板冲击的试验方法。

背景技术

对于材料力学性能测试的研究，冲击试验是很常用的试验研究方法，特别是对于复合材料层合板结构，冲击试验可以较为全面的反映其力学性能。

201310746237.X公开了《一种多角度落锤冲击装置及其试验台》，在其技术方案中设计了一种带有悬挂式落锤的冲击试验平台，可以实现对试件的多角度冲击，但是在其方案中，重物冲击到试件后不可避免的会出现二次回弹，使得试件的冲击能量不确定，并且试件下方空间局限不方便布置对试件冲击背面数据采集的仪器。作者等人在《TheEffects of Debonding on the Low-Velocity Impact Response of Steel-CFRP FibreMetal Laminates》一文中采用一种带有全局应变测量系统的落锤冲击试验机进行复合材料层合板的冲击试验取得了较好的效果，但是这种方案的造价成本极高，较难推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于平板冲击的试验方法，利用子弹对试件进行水平冲击解决了垂直冲击时重物回弹和试件底部空间小的问题，同时造价低，试验数据准确。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种适用于平板冲击的试验方法，在一个长条形的基座上共轴线设置高压气枪、试件夹具、激光位移传感器，将一个待测试件固定在试件夹具中心，并在待测试件上规划黏贴若干应变片，应变片和激光位移传感器分别连接外部计算机，步骤如下：

第一步，设定高压气枪的触发压力，将冲击子弹装入高压气枪；

第二步，打开压力阀，对高压气枪进行充气；

第三步，高压气枪触发之后，记录此时应变片测得的应变值以及激光位移传感器测得的位移值，打开高压气枪泄压阀泄压；

第四步，更换待测试件，采用相同的触发压力，重复第一步～第四步，直至待测试件全部完成；

第五步，将待测试件取下，在基座上设置第一铝箔纸支架和第二铝箔纸支架，试件夹具位于第一铝箔纸支架和第二铝箔纸支架之间，所述铝箔纸支架的双面均贴上铝箔纸，同一个铝箔纸支架的两块铝箔纸之间用纸板进行绝缘处理；

第六步，分别将第一铝箔纸支架和第二铝箔纸支架的铝箔纸接入电源，并测试其状态为断路，且同一个铝箔纸支架的两块铝箔纸接通后形成闭路，再将铝箔纸接入示波器；

第七步，在高压气枪中装入冲击子弹，在相同压力下触发高压气枪；

第八步，冲击结束，保存记录示波器上的方波信号，并及时将电源断开或将接通的铝箔纸断开；

第九步，记录第一铝箔纸支架和第二铝箔纸支架采集到的信号时间差为Δt，第一铝箔纸支架和第二铝箔纸支架的距离为L，则有第一铝箔纸支架和第二铝箔纸支架之间的平均速度v：

v＝L/Δt

该平均速度即为冲子弹冲击试件瞬间的瞬时速度；

第十步，改变高压气枪的触发压力，重复第一步～第九步，获得不同冲击能量时所研究试件的应变值、中心位置位移值以及所对应的子弹冲击速度。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：