[发明专利]测试设备抗冲击防护壳体结构设计方法

摘要

本发明涉及测试设备抗冲击防护结构的设计方法，具体是一种测试设备抗冲击防护壳体结构设计方法。本发明解决了现有测试设备抗冲击防护结构设计方法不利于统一测试设备的设计方法、以及导致测试设备设计周期加长和设计成本增加的问题。测试设备抗冲击防护壳体结构设计方法，该方法是采用如下步骤实现的：1）设计确定抗冲击壳体的外形结构；2）定量确定内层圆柱壳体屈曲速度、外层圆柱壳体屈服速度、电路板破坏极限；3）内层圆柱壳体顶盖厚度、外层圆柱壳体顶盖厚度、缓冲材料厚度、灌封材料厚度的确定；4）抗大冲击缓冲结构的设计；5）抗层裂结构的设计。本发明在面对不同的测试环境时，可以使得测试设备的设计方法趋于统一。

主权项

一种测试设备抗冲击防护壳体结构设计方法，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：1）设计确定抗冲击壳体的外形结构：抗冲击壳体的外形采用外层圆柱壳体套内层圆柱壳体的双层防护结构；根据实际撞击受力的需要，结合内层圆柱壳体半径与外层圆柱壳体半径之间的关系，确定内层圆柱壳体与外层圆柱壳体之间的环形间隙宽度；在内层圆柱壳体与外层圆柱壳体之间的环形间隙中加入缓冲材料，并通过灌封材料在内层圆柱壳体的内腔封装电路板；2）定量确定内层圆柱壳体屈曲速度、外层圆柱壳体屈服速度、电路板破坏极限：通过最小临界屈曲公式，结合模拟空气炮实验，计算并验证出内层圆柱壳体的屈曲速度；通过模拟空气炮试验和压力传感器测出外层圆柱壳体的冲击应力和应力作用时间，结合冲量公式，计算出外层圆柱壳体的屈服速度；通过马歇特锤试验和压力传感器测出电路板的破坏极限；3）内层圆柱壳体顶盖厚度、外层圆柱壳体顶盖厚度、缓冲材料厚度、灌封材料厚度的确定：通过空气炮试验和PVDF压力传感器测出内层圆柱壳体的初始冲击应力和衰减应力，结合应力波在实心圆柱体内的应力波衰减的规律和动力学冲击仿真，得出内层圆柱壳体顶盖厚度、初始冲击应力、衰减应力之间的函数关系，根据得出的函数关系确定内层圆柱壳体顶盖厚度；通过空气炮试验和PVDF压力传感器测出外层圆柱壳体的初始冲击应力和衰减应力，结合应力波在实心圆柱体内的应力波衰减的规律和动力学冲击仿真，得出外层圆柱壳体顶盖厚度、初始冲击应力、衰减应力之间的函数关系，根据得出的函数关系确定外层圆柱壳体顶盖厚度；通过马歇特锤试验和压力传感器测出缓冲材料的初始冲击应力和衰减应力，结合应力波衰减规律和动力学冲击仿真，得出缓冲材料厚度、初始冲击应力、衰减应力之间的函数关系，根据得出的函数关系确定缓冲材料厚度；通过马歇特锤试验和压力传感器测出灌封材料的初始冲击应力和衰减应力，结合应力波衰减规律和动力学冲击仿真，得出灌封材料厚度、初始冲击应力、衰减应力之间的函数关系，根据得出的函数关系确定灌封材料厚度；4）抗大冲击缓冲结构的设计：在内层圆柱壳体的上端设置薄壁环形壳塑性变形缓冲区，薄壁环形壳中充置缓冲材料，内层圆柱壳体的下端与外层圆柱壳体自由接触；5）抗层裂结构的设计：通过空气炮和理论计算确定外层圆柱壳体的层裂容发点，对层裂容发点处的外层圆柱壳体进行环向加粗。