[发明专利]一种仪器化冲击试验力-位移修正方法

权利要求书

1.一种仪器化冲击试验力-位移修正方法，其特征在于：该方法的实施步骤如下：

步骤1：通过有限元方法得到锤刃与试样的接触柔度；根据锤刃尺寸和标准V型冲击试样尺寸进行3D建模，之后在有限元仿真分析模块中划分网格，设定边界条件为试样固定，锤刃只能够沿冲击方向移动；对锤刃进行加载，以500N为一级，对多级载荷进行多次模拟，绘制形变-受力图，得到锤刃形变δ_an与受力F间的关系，δ_ss(F_ss)；

步骤2：采用施力装置和激光干涉仪测量砧座柔度；串联安装支撑挡板、力传感器、施力油泵、施力传递杆；在施力传递杆和砧座的接触位置放置激光反射镜；使用施力油泵进行加力，力值每增加500N，记录一次激光干涉仪测得的位移数据和力传感器测得的力值数据，而后绘制形变-受力图，得到砧座形变δ_an与受力F间的关系，δ_an(F_an)；

步骤3：依据标准对标准V型冲击试样进行仪器化夏比摆锤冲击试验，得到试验过程中摆锤冲击试样过程中的力值数据，并根据标准中所提供的公式，即

进行计算，得到未修正的冲击过程力-位移图；其中v(t)为摆锤在冲击过程中的速度，s(t)为摆锤在冲击过程中的位移，t为时间(自变量)，M为摆锤有效撞击质量，v₀为初始摆锤冲击速度；

步骤4：依据公式

F_an(t)＝F_up(t)+F_low(t)-F_st(t)

和公式

F_an(t)＝2×F_ne(t)-F_st(t)

对砧座受力F_an进行计算；F_an为砧座受力，F_ss为锤刃受力；F_up为上限沿的值，F_low为下限沿的值，F_st为锤刃所受力，F_ne是中性线的值；

步骤5：依据公式

对砧座和锤刃形变进行修正；根据计算的修正后数据，重新绘制仪器化冲击试验所得的力-位移曲线；δ_an(F)为砧座柔度，δ_ss(F)为试样与锤刃的接触柔度，下标为第i和第i+1个数据点；式中s为摆锤在冲击过程中的位移。

2.根据权利要求1所述的一种仪器化冲击试验力-位移修正方法，其特征在于：位移测量每次测量前，需要调整激光反射镜的固定位置，使之紧贴砧座，因为在加力卸力循环过后，激光反射镜的位置相对于施力传递杆会有一定的变化，二者间会有空隙产生；激光反射镜的位置贴紧砧座，并且在激光反射镜上的激光射入位置应和砧座倒角处对齐，砧座的柔度体现在其倒角位置的受力-位移关系。

3.根据权利要求1所述的一种仪器化冲击试验力-位移修正方法，其特征在于：对步骤1和步骤2中柔度测量数据进行拟合时，采用如下形态的拟合公式

δ(F)＝a×atan(b×F)+c×F

其中δ为砧座或锤刃的形变，a，b和c为拟合待定系数；这一拟合公式有着比较好的拟合效果。