[发明专利]一种可原位观测撞击变形和撞击力测量的实验装置和试验方法

权利要求书

1.一种可原位观测撞击变形和撞击力测量的实验装置，其特征在于，能够实现同步记录撞击力大小和原位观测撞击位置变形过程，将试件撞击力大小和变形模式一一对应，得到试件以不同撞击能量撞击固壁时的动态行为；所述装置包括：支架系统、释放系统、力测量系统、原位观测系统；

所述支架系统，包括：底盘、支架、导轨、沿导轨滑动的质量块、沿导轨滑动的质量框架；支架和底盘通过螺纹连接，导轨固定在支架上；

所述释放系统，包括：硅胶吸盘、真空发生器、电磁阀和空气泵；所述硅胶吸盘、真空发生器、电磁阀和空气泵通过气管连接；所述硅胶吸盘通过螺纹连接在质量块上，质量块沿着导轨滑动；

所述力测量系统，包括：特制的力传感器、电荷放大器和示波器；所述特制的力传感器由透明的二块钢化玻璃和四个传感器组成的三明治结构，传感器测量撞击力，通过透明的钢化玻璃观测试件撞击位置的变形过程，四个传感器和二块钢化玻璃通过螺钉连接；特制的力传感器、电荷放大器和示波器通过专用导线连接；特制的力传感器通过螺纹连接固定在质量框架上，质量框架沿着导轨滑动；

所述原位观测系统，记录试件撞击固壁时，试件撞击位置的变形过程，它由镜子、高速摄像机和电脑组成，高速摄像机和电脑连接；

所述原位观测系统中，镜子与水平面呈45°角，使得水平放置的高速摄像机观测试件撞击在固壁上的变形过程。

2.一种如权利要求1所述装置的原位观测撞击变形和撞击力测量的试验方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将试件放置在硅胶吸盘下方，接通电磁阀开关，在硅胶吸盘内形成真空，使得试件被吸附住；

（2）提升固定硅胶吸盘的质量块至指定高度，最大高度由导轨长度限定；

（3）检查力传感器与示波器连接是否正常；检查高速摄像机和电脑连接是否正常；

（4）断开电磁阀开关，试件以一定高度自由落体撞击在传感器上方的钢化玻璃上，在断开电磁阀开关的同时，触发示波器和高速摄像机开始记录，当试件撞击在固壁上后，示波器将记录下撞击力的大小，高速摄像机将记录下试件撞击固壁时的变形过程；

（5）导出示波器数据和高速摄像机数据，更换试件；

（6）调节固定硅胶吸盘的质量块高度，重复步骤（1）-（5），得到试件以不同撞击能量撞击固壁时的撞击力大小以及变形过程，确定试件撞击在固壁上的动态力学行为。