[发明专利]一种瞬态冲击力冲击过程的动态测量系统及其实现方法

说明书

本发明适用于力学和数字测量技术领域，提供了一种瞬态冲击力冲击过程的动态测量系统及其实现方法，包括：高速激光位移传感器、终端设备、同步采集触发器以及集成信号处理器；高速激光位移传感器用于获取冲击件在冲击过程中的位移量；终端设备用于向同步采集触发器发送控制信号；同步采集触发器用于在接收到控制信号后向集成信号处理器发送触发信号；集成信号处理器用于在接收到触发信号后采集所述高速激光位移传感器获取的位移量，并将位移量发送给终端设备；终端设备还用于在接收到位移量后，根据位移量获取时间和位移的曲线图。通过本发明可精确的测量瞬态冲击力冲击过程中的位移量，提高瞬态冲击力冲击过程的动态测量的精度。

技术领域

本发明属于力学和数字测量技术领域，尤其涉及一种瞬态冲击力冲击过程的动态测量系统及其实现方法。

背景技术

在实验室试验和工程实际应用中,经常要求测量瞬态冲击力,瞬态冲击力是指物体相互碰撞时，物体之间突然增大而后有迅速消失的力。瞬态冲击力变化过程特征是：整个冲击时间很短，力瞬间骤升，形成尖峰后迅速回落。瞬态冲击力的测量是人们期待解决，而又至今尚未完全解决的问题，主要原因是撞击过程是一个毫秒到秒量级的短时程动态过程,在撞击过程中相碰物体在撞击力作用下的变化，既有形态方面的变化，又有运动状态方面的变化，包含巨大能量交换，本质上是一个复杂的冲击动力学问题。在常规的分析过程中我们普遍应用能量守恒定律和动量定理这两大定律来对碰撞过程进行分析，运用能量守恒定律分析，主要是先计算出两个物体碰撞之前各自所具有的动能，碰撞以后两个碰撞物还会具有一定的动能，但是一部分能量会在碰撞的过程中转换为内能(例如撞击后撞击点的温度会发生变化)，而且碰撞物体本身会具有一定的弹性，所以在碰撞的时候一部分动能会转换成撞击物形变所含有的弹性势能。在撞击、碰撞的过程中能量的转移是比较多的，包括动能、势能、内能等，而且这些数据都是比较难以测量的。现有各种规范中的计算公式都是经验公式, 都是基于刚体或弹性体整体碰撞的简单理论,用于解析动态力学过程是不合适的，因此仅仅从能量守恒定律方面来分析撞击过程是比较困难的。

在现有技术中，通常采用高速相机或者多个反射型光纤传感器对冲击过程进行测量，然而上述方法无法精确的测量瞬态冲击力冲击过程中的位移量，即瞬态冲击力冲击过程的动态测量的精度较低。

故，有必要提出一种新的技术方案，以解决上述技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种瞬态冲击力冲击过程的动态测量系统及其实现方法，以精确的测量瞬态冲击力冲击过程中的位移量，提高瞬态冲击力冲击过程的动态测量的精度。

本发明实施例的第一方面提供了瞬态冲击力冲击过程的动态测量系统，所述动态测量系统包括：

高速激光位移传感器、终端设备、同步采集触发器以及集成信号处理器；

所述高速激光位移传感器，用于获取冲击件在冲击过程中的位移量；

所述终端设备，用于向所述同步采集触发器发送控制信号；

所述同步采集触发器，用于在接收到所述控制信号后，向所述集成信号处理器发送触发信号；

所述集成信号处理器，用于在接收到所述触发信号后采集所述高速激光位移传感器获取的位移量，并将所述位移量发送给所述终端设备；

所述终端设备，还用于在接收到所述位移量后，根据所述位移量获取时间和位移的曲线图。

本发明实施例的第二方面提供了一种瞬态冲击力冲击过程的动态测量系统的实现方法，其特征在于，所述动态测量系统包括高速激光位移传感器、终端设备、同步采集触发器以及集成信号处理器，所述实现方法包括：

所述高速激光位移传感器获取冲击件在冲击过程中的位移量；

所述终端设备向所述同步采集触发器发送控制信号；