[发明专利]一种高速磁浮驱动的超高速冲击试验系统

说明书

一种高速磁浮驱动的超高速冲击试验系统，涉及一种高速磁浮驱动的超高速冲击试验，为了解决现有的冲击试验系统无法实现超高速、超大质量、超大冲击能量的冲击试验。本发明的台车由加速区段进行装配，并同步加速运行，当台车达到预设速度后进入匀速区段；在匀速区段，对台车的撞击高度和撞击角度进行调整；在台车到达释放点时，解除驱动系统与台车的同步运行，驱动系统进入紧急制动状态，此时台车脱离驱动系统飞向拟定受冲击体，发生撞击，同步开始采集撞击数据；驱动系统进入紧急制动状态后进入轨道系统的减速区段，并逐渐减速至静止，完成超高速冲击试验。有益效果为实现了大型结构台车的超高速度、超大质量和超大冲击能量的撞击试验。

技术领域

本发明涉及一种高速磁浮驱动的超高速冲击试验。

背景技术

在超高速撞击事件中，最恶劣工况的冲击速度为926km/h，撞击能量可高达3804.4MJ，如此高的撞击能量会对人身安全以及经济造成不可估量的影响，截止今日，尚未有任何科研机构或学者通过冲击试验的方式对高速撞击过程进行再现和研究；而足尺和大比例缩尺实车撞击试验是大型结构抗冲击设计、冲击动力响应分析的重要手段之一。

目前民用工程抗冲击领域较为成熟的大型冲击试验主要集中应用于交通领域，其采用的驱动方式主要为斜坡式冲击系统、气动弹射式冲击试验系统和落锤牵引式冲击试验系统三类，受限于动力驱动技术，其最大冲击速度仅可达到120km/h；无法实现超高速、超大质量、超大冲击能量的冲击试验，更无法对大型建筑物或构筑物开展足尺或大比例缩尺的冲击试验研究。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的冲击试验系统无法实现超高速、超大质量、超大冲击能量的冲击试验，提出了一种高速磁浮驱动的超高速冲击试验系统。

本发明所述的一种高速磁浮驱动的超高速冲击试验系统包括轨道系统、驱动系统、姿态调整与锁紧释放系统、控制系统、台车、拟定受冲击体和超动态数据采集系统；

所述轨道系统由始端到末端依次为：加速区段、匀速区段和减速区段；在匀速区段的末端设有释放点，所述减速区段包括弯道区和直行区，弯道区的始端与匀速区段的末端相接，并且轨道系统的匀速区段相切于轨道系统减速区段的弯道区；

所述拟定受冲击体设置在弯道区的外侧，并且拟定受冲击体位于轨道系统匀速区段的延长线上；

台车由加速区段的始端装配在驱动系统上，装配后台车与驱动系统同步加速运行，当台车到达加速区段的末端时达到预设速度，随后进入匀速区段；在匀速区段，台车与驱动系统同步匀速运行，并通过控制系统控制姿态调整与锁紧释放系统，对台车的撞击高度和撞击角度进行调整；在台车到达释放点时，通过控制系统控制姿态调整与锁紧释放系统解除驱动系统与台车的同步运行，并通过控制系统控制驱动系统进入紧急制动状态，此时台车脱离驱动系统飞向拟定受冲击体，发生撞击，并同步触发超动态数据采集系统开始采集撞击数据；驱动系统进入紧急制动状态后进入轨道系统的减速区段，并逐渐减速至静止，完成超高速冲击试验。

本发明所述的一种高速磁浮驱动的超高速冲击试验系统具体的试验步骤为：首先，根据试验需求调整冲击的台车类型、台车质量以及台车质量分配；调试超动态采集系统使其进入待机状态；其次，通过控制系统控制驱动系统驱动台车进行加速，并根据需求控制台车在到达释放点前满足预设速度，随后保持匀速运动至释放点；其中，在台车匀速运动的过程中，通过控制系统控制姿态调整与锁紧释放系统调整台车上扬角度，使其满足结构撞击高度以及撞击角度的撞击工况需求；再次，台车到达释放点后，通过控制系统控制姿态调整与锁紧释放系统，解除台车与驱动系统的固定后，控制系统控制驱动系统紧急制动，此时台车释放，并在释放瞬间同步触发超动态采集系统开始采集撞击数据；最后，驱动系统继续制动，逐渐减速至静止后回收，完成试验。