浅析两种高加速度冲击装置

加速度冲击试验机原理1.引言1.1 概述概述部分的内容可参考如下：加速度冲击试验机是一种用来模拟物体在加速度变化下所受到的冲击和振动的设备。

在工程领域中，为了确保产品在使用过程中的可靠性和稳定性，常常需要进行加速度冲击试验。

该试验机通过施加特定的加速度冲击力来模拟真实环境中的冲击情况，从而评估产品在不同应力下的性能表现。

加速度冲击试验机的原理基于惯性力的作用机制。

在试验中，通过施加力或振动使试验样品产生加速度，从而引入惯性力。

这种惯性力会产生冲击和振动效应，模拟真实环境中可能遇到的各种冲击情况。

通过对试样的加速度、速度和位移等参数进行测量和分析，可以评估其在冲击条件下的性能和可靠性。

加速度冲击试验机的工作过程主要包括以下几个步骤：首先，根据试验需求设置试验参数，例如冲击力的大小和方向、冲击时间的长短等。

然后，将试样加载到试验机的夹具中，并根据需要进行固定或调整。

接下来，启动试验机，通过控制系统控制执行机构施加指定的冲击力，并对试样进行冲击加速度的测量和记录。

最后，根据试验结果进行数据分析，评估产品在冲击条件下的性能和可靠性。

加速度冲击试验机具有广泛的应用前景。

在各个领域中，如航空航天、汽车、电子设备等，加速度冲击试验机被广泛用于产品的设计验证和质量控制。

通过模拟真实的冲击环境，可以提前发现潜在的问题，减少产品的故障率和维修成本。

同时，加速度冲击试验机对于新材料和新技术的研究也具有重要意义，可以为其应用和发展提供技术支持。

随着科技的不断进步，加速度冲击试验机在性能和功能上也在不断提升。

未来，我们可以预见加速度冲击试验机的发展趋势包括更加精确和灵活的控制系统，更高的冲击力和加速度范围，以及更多样化的试验样品适配能力。

这些发展将进一步提升加速度冲击试验机的应用价值和研究意义，推动相关领域的技术创新和产品升级。

1.2文章结构在文章结构部分，我们将会详细介绍加速度冲击试验机原理的相关内容。

具体包括加速度冲击试验机的基本原理和工作过程。

冲击高加速度装置的校准研究作者：俞醒言姚磊陈俭高申平来源：《中国新通信》 2017年第23期冲击性加速度是指突然猛烈的加速运动或者减速运动,其特点是加速度变化率比较高。

而在JJF 1219—2009《激光测振仪校准规范》中规定击标准装置用于产生标准冲击速度和加速度信号，通常由冲击机部分和冲击测量部分组成。

基于砧体( 刚体) 运动的冲击机，锤与砧的共振频率至少为10／ T，T 为脉冲持续时间。

基于细长棒中波传播的冲击机，脉冲宽度应不小于1ms。

为满足JJF 1219—2009《激光测振仪校准规范》中关于脉冲宽度应为（20~200μs）的要求，研究设计够满足要求的冲击装置。

产生冲击激励主要有摆锤式、落锤式、气动活塞式及基于霍普金森杆的冲击激励源。

各种不同的冲击激励源产生的冲击波形、加速度幅值及脉冲保持时间上有所不同，冲击波形所包含的频率成分也不同。

为了满足JJF 1219—2009《激光测振仪校准规范》要求，完成对跨尺度三维激光测振仪的高加速度计量校准，研究了摆锤式激光测振装置。

一、项目研究内容如图1 所示，在激光测振仪的校准过程中，需要将激光测振仪与标准传感器同时测量冲击台的同一点，以实现校准的有效性。

校准原理图如图2 所示。

针对激光测振仪的校准，设计了的标准传感器与被校激光测振仪的安装方式和激光的布置。

对于高加速度冲击校准而言，由于其冲击持续时间短，瞬态力比较高，需要更稳妥的激光安装方式安装。

研制的激光测振仪校准装置按照图3方式进行校准装置的连接，开展校准工作，提升装置的实用性。

采用的标准冲击传感器为ENDEVCO 生产的2270 型压电式加速度传感器，该传感器的灵敏度2.2pC/g，同时正弦振动极限可以达到1000g，传感器的冲击极限为15000g，传感器的频率响应2Hz ～ 20000Hz，可以在-54 ～+177℃的温度范围内进行加速度测量。

通过实验，获得不同锤头对应的不同加速度大小，满足JJF1219-2009《激光测振仪校准规范》的要求，数据如表1所示，装置能够作为激光测振仪的计量校准。

一种高频率高强度冲击装置的研究摘要缓冲器作为一种安全保护装置，应用广泛。

随着工业技术的迅猛发展，机械设备内的冲击载荷越来越大、运转频率越来越高。

为了保证安全、提高效率，因此缓冲器的测试工作显得尤为重要。

而缓冲器试验台试验费用昂贵，试验周期较长，且难以达到缓冲器测试的工况要求。

因此，提出了一种高频率高强度冲击装置的设计方案，满足在高频多周期大载荷下对缓冲器进行冲击测试。

首先根据冲击装置的设计要求，结合对缓冲器及缓冲器试验台的分析，确定了冲击装置的结构形式和工作原理，半密闭爆发器和随动的锁紧机构配合满足了每周期初始容积的一致，且以少量火药就能在短时间内达到较大的冲击效果，进而对冲击装置的主要零部件进行了材料选取和结构设计。

然后分别以冲击装置运动主体及阀芯组件为研究对象，进行了动力学分析。

另外，根据流体力学及内弹道学相关理论，建立了锁紧机构的液压阻力模型及半密闭爆发器燃烧室内的压力模型。

最后以某航炮缓冲器作为被测缓冲器，根据测试要求，采用Matlab和Fluent仿真软件，对半密闭爆发器燃烧室内的压力进行了仿真分析，得到了燃烧室内的压力时间曲线；采用ANSYS仿真软件，对锁紧机构内的碰撞进行了仿真分析，得到了锁紧时的安全冲击速度；采用Matlab仿真软件对冲击装置进行了十个周期的运动仿真分析，结果显示，被测缓冲器在25Hz试验下，达到了170~200N∙s的冲量要求，且实现浮动稳定。

因此，冲击装置可以满足在高频多周期大载荷下对缓冲器进行测试。

关键词：缓冲器，测试，高频，多周期Research on a High Frequency and High Strength Impact DeviceAbstractAs a kind of safety protection device,buffer is widely used.With the rapid development of industrial technology,the impact load in mechanical equipment is increasing and the running frequency is higher and higher.In order to ensure safety and improve efficiency,the buffer testing work is particularly important.The cost of the buffer test bench is high,the test period is long,and it is difficult to meet the requirements of the buffer test.Therefore,a design scheme of high frequency and high strength impact device is proposed,which can meet the impact test of the buffer under high frequency and multi-period large load.First of all,according to the design requirements of the impact device,combined with the analysis of the buffer and the buffer test bench,the structure and working principle of the impact device are determined.The semi-closed explosive and the following locking mechanism meet the consistency of the initial volume of each cycle,and the larger impact effect can be achieved in a short time with a small amount of gunpowder.Then,the material selection and structure design of the main parts of the impact device are carried out.Then,the dynamic analysis was carried out by taking the movement body and the spool assembly of the impact device as the research objects.In addition,according to the theory of fluid mechanics and interior ballistics,the hydraulic resistance model of the locking mechanism and the pressure model of the semi-closed bomb combustion chamber are established.Finally,a gun buffer is used as the measured buffer.According to the test requirements, the pressure in the combustion chamber of the semi-closed bomb is simulated and analyzed by using Matlab and Fluent simulation software,and the pressure time curve in the combustor is obtained.By using ANSYS simulation software,the collision in locking mechanism is simulated and analyzed,and the safe impact velocity is obtained.The Matlab simulationsoftware is used to simulate the motion of the impact device for ten periods.The results show that the measured buffer achieves the impulse requirement of170~200N.s under25Hz test and realizes floating stability.Therefore,the impact device can be used to test the buffer under high frequency and multi-period load.Key Words:buffer,test,high frequency,multi-period目录1绪论 (1)1.1研究的背景及意义 (1)1.2缓冲器及试验平台国内外的发展情况 (1)1.3本文的主要研究内容 (5)2冲击装置的结构设计 (6)2.1冲击装置的技术要求 (6)2.2缓冲器的性能分析 (6)2.2.1火炮后坐动力学分析 (6)2.2.2缓冲器的性能参数 (7)2.3冲击装置的结构设计 (8)2.3.1冲击装置的结构方案设计 (8)2.3.2冲击装置的工作原理 (10)2.3.3冲击装置的结构方案分析 (10)2.4半密闭爆发器设计压力的计算 (11)2.5冲击装置各零部件的设计 (13)2.5.1半密闭爆发器的设计 (13)2.5.2锁紧机构的设计 (17)2.5.2.1油缸组件的设计 (17)2.5.2.2大活塞组件的设计 (21)2.5.2.3阀芯组件的设计 (22)2.5.3其他零部件的设计 (25)2.6本章小结 (26)3冲击装置动力学模型的建立 (27)3.1冲击装置运动微分方程 (27)3.2锁紧机构液压阻力模型 (32)3.3半密闭爆发器燃烧室内压力模型 (34)3.4本章小结 (37)4冲击装置的仿真分析 (38)4.1冲量分析 (38)4.2半密闭爆发器燃烧室内压力的仿真分析 (38)4.3锁紧机构的碰撞仿真分析 (41)4.4冲击装置的运动仿真分析 (43)4.5本章小结 (48)5结论 (49)附录 (50)Matlab仿真程序 (50)参考文献 (59)攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果 (62)致谢 (63)1绪论1.1研究的背景及意义机械设备在运行过程中，常会产生机械冲击而导致设备损坏、寿命缩短、甚至危及人身安全。