[发明专利]一种大质量试件高能量冲击加载试验与测试装置及方法

说明书

本发明公开的一种大质量试件高能量冲击加载试验与测试装置及方法，属于冲击试验测试技术领域。本发明通过设计高低温实验舱的两体式安装结构，实现在极端温度环境条件下进行大质量试件高能量冲击在位试验与测试；仅用一套弹靶碰撞装置，实现弹载电子设备的抗高冲击性能研究和多个传感器的同时校准等功能；通过约束砧体姿态及五自由度微调平台的快速对光，保证激光干涉仪得到高质量的回波信号，提高测试精度；通过设计齿轮箱进退移动装置，显著提升砧体和被测试件拆装的便捷性；通过设计多级缓冲吸能装置，保护被测试件不受二次冲击的影响。

技术领域

本发明属于高冲击加载技术领域，尤其涉及一种大质量试件高能量冲击的试验与测试装置及方法。

背景技术：

大质量的弹载电子测试装置广泛应用于民用碰撞试验和国防的科研、生产和试验中，有着重要的监控作用，大质量试件高能量冲击加载试验技术是弹载电子装置等的结构、功能可靠性、测试校准的重要技术，尤其应用于国防领域中，为了降低实弹试验的风险和成本，提前利用高能量冲击加载试验对弹载电子设备进行高能量冲击加载考核，可以尽早的暴露和解决问题，提高弹载装置的可靠性，为弹载核心器件和部件等的精确控制奠定了重要技术基础。

弹载电子测试装置可由弹载引信、存储器、电路系统、加速度传感器等众多核心器件的一种或几种组成，因此弹载电子测试装置的质量和体积较一般的测试件大。一般的冲击试验装置，如Hopkinson杆试验装置等主要用于单个的小质量和小体积器件的冲击试验，负载试件质量一般为10g～100g，无法对大质量试件进行冲击测试。另外大质量试件高能量冲击加载试验研究的是高能量冲击加载条件，信号具有冲击脉宽大、能量大的特点，因此在试验的过程中需要提供大能量激励，以产生不低于4万g峰值、毫秒级持续时间的半正弦波脉冲。而一般的落锤冲击试验机、摆锤冲击试验机、Hopkinson杆冲击试验装置等难以达到此条件，如申请号CN201921558485.0、CN202020358655.7、CN201610900475.5。Hopkinson杆试验的脉冲幅值一般在1万g以上，且脉冲持续时间短，只有几十个微秒。本发明设计的大质量试件高能量冲击加载试验与测试装置能够用于大质量和大体积试件的冲击试验，负载试件质量可达1kg～10kg，同时本发明采用大质量实验弹丸(6kg～9kg)与砧体及砧体上被测试件的碰撞，能够产生幅值(5～0.5)×10⁴g、脉冲宽度0.2～2ms的大脉宽、高能量的脉冲，为整个弹载电子装配等大质量试件提供冲击性能测试条件。

在某些军事使用环境中，弹载电子测试装置及加速度计传感器等需要在高温或低温等极端环境中使用，而由温度引入的测试误差是不可忽略的，但是由于试验条件或者结构设计的限制，还没有相应的专用大质量试件高能量冲击加载设施，因此设计一套可在极端温度条件下进行大质量试件高能量冲击测试的装置是非常有必要的。

发明内容：

本发明的主要目的在于提供一种大质量试件高能量冲击加载试验与测试装置及方法，通过设计高低温实验舱的两体式安装结构，实现在极端温度环境条件下进行大质量试件高能量冲击在位试验与测试；通过约束砧体姿态及五自由度微调平台的快速对光，保证激光干涉仪得到高质量的回波信号，提高测试精度；通过设计齿轮箱进退移动装置，显著提升砧体和弹载电子测试装置等的安装和拆卸的便捷性；通过设计多级缓冲吸能装置，保护被测试件不受二次冲击的影响。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明公开的一种大质量试件高能量冲击加载试验与测试装置，包括压力驱动装置、弹仓装置、实验弹丸、炮管主体、弹靶碰撞室、高低温实验舱、多级缓冲吸能装置、高速高冲击激光干涉测试系统、光电触发检测器、智能信息处理系统。

所述弹靶碰撞室包括止挡盘、冲击端外套、砧体、衍射光栅和缓冲管。冲击端外套与炮管主体连接，止挡盘安装在冲击端外套内，衍射光栅位于砧体侧面的光栅承载平面上，砧体安装于缓冲管内，砧体顶面和底面加工有导向键槽，缓冲管与冲击端外套连接，缓冲管顶面和底面加工有导向键。