[发明专利]一种金属薄板点焊接头冲击性能测试装置和方法

权利要求书

1.一种金属薄板点焊接头冲击性能测试装置，包括冲击试验机、冲击夹具(6)、控制系统、数据采集系统和数据处理系统；所述冲击试验机由底座(1)、立柱(2)、摆轴(8)、摆锤(5)、摆角刻度盘(3)、取摆机构和安全销(4)组成；所述立柱(2)固定安装在底座(1)上，所述摆角刻度盘(3)和取摆机构安装在立柱(2)的上端，安全销(4)安装在立柱的中部；其中取摆机构由伺服电机和离合器组成；所述摆锤(5)由摆杆(52)和安装在摆杆下端的摆锤头(53)组成，摆杆的上端通过转动套(51)安装在立柱(2)上端的摆轴(8)上，所述摆锤头(53)为“U”形，其两侧板(56)上各有一个配重块(55)；其特征在于：

所述摆锤头的两侧板分别有喇叭形开口，开口的底面上各有一个前端为球冠面的冲击帽(54)，球冠面的中心点为摆锤的撞击中心；

所述冲击夹具(6)包括夹具底板(67)、活动钳口(62)、活动钳口支座(66)、固定钳口(61)和固定钳口支座(65)；其中夹具底板(67)固定安装在所述冲击试验机的底座(1)上；所述活动钳口支座(66)和固定钳口支座(65)固定安装在夹具底板(67)上；活动钳口支座(66)的顶部为平面，固定钳口支座(65)的顶部有凸台(601)；所述活动钳口(62)和固定钳口(61)的上部分别有固定安装点焊试样(7)用的压板(63)和压紧螺栓(64)；活动钳口(62)坐落在所述活动钳口支座(66)顶部的平面上，可沿该平面滑动，活动钳口(62)的横向长度大于两个所述冲击帽(54)的间距，活动钳口的两个侧面为斜面，与斜面相对应设有激光位移传感器(9)，激光位移传感器发出的激光束(603)垂直于所述摆锤的运动方向(604)射向该斜面；固定钳口(61)的宽度小于所述摆锤头双臂之间的宽度，固定钳口(61)上开设有矩形孔(602)，所述固定钳口支座顶部的凸台(601)与测力传感器(10)相互贴靠置于该矩形孔(602)中，并由预紧螺栓(68)将固定钳口(61)、测力传感器(10)和固定钳口支座顶部的凸台(601)紧固在一起；

所述控制系统控制冲击试验机的取摆机构和安全销，对取摆、放摆、释放安全销、释放摆锤和二次取摆进行控制，同时还控制所述数据采集系统和数据处理系统进行数据采集和数据处理；数据采集系统与所述冲击试验机的测力传感器(10)和激光位移传感器(9)相连接。

2.使用权利要求1所述金属薄板点焊接头冲击性能测试装置测试金属薄板点焊接头冲击性能的方法，其特征在于，按以下步骤进行：

1)取摆机构将所述摆锤举升到摆锤锁定位置，利用安全销锁住摆锤；

2)将金属薄板点焊试样安装在冲击夹具上；

3)释放安全销，取摆机构将摆锤举升到设定的初始仰角位置；

4)释放摆锤，当摆锤摆到竖直位置时与冲击夹具的活动钳口发生碰撞，对焊点接头施加拉伸冲击载荷，使焊点破坏，焊点破坏断裂后，活动钳口、与活动钳口相连接的点焊试样的后部、压板和压紧螺栓被抛出；

在冲击过程中，数据采集系统通过测力传感器(10)采集试样点焊接头受到的冲击力；通过激光位移传感器(9)采集试样自由端的位移；通过摆角刻度盘(3)采集摆锤的角度；由数据处理系统计算并给出表征点焊接头冲击性能的极限载荷、极限载荷位移、极限载荷冲击吸收功、总吸收功、冲击力-时间曲线、位移-时间曲线，速度-时间曲线，冲击力-位移曲线、冲击吸收功-时间曲线，用以评价金属薄板点焊接头的冲击性能；

5)摆锤回摆到一定角度后被取摆机构二次提升到摆锤锁定位置并锁紧，等待下次冲击。

3.根据权利要求2所述测试金属薄板点焊接头冲击性能的方法，其特征在于，所述步骤2)中的金属薄板点焊试样为由两矩形金属片“一”字形搭接、并在搭接区域中心点点焊制成的拉伸剪切试样；或为由两片折成“L”形的金属片、其短边被点焊在一起制成的拉伸剥离试样。