[发明专利]获取冲击测试中冲头局部受力情况的方法

摘要

本发明涉及一种获取冲击测试中冲头局部受力情况的方法，属于测量测试数据处理技术领域。其通过冲击测试准备、冲击测试实施、冲击过程总的受力F_测试和位移S_测试的计算、全局受力F_测试‑S_测试曲线创建以及局部受力与全局受力关系曲线获取得以实现。本发明借助CAE数值模拟计算工具，通过仿真计算找出局部受力与全局受力的比例关系，实现直接测试得到的数据向特定分析区域的转化，解决了现行冲击测试无法直接输出冲头局部区域受力情况的难题，满足了对冲击测试结果进行性能判定的需求，从而能更好的符合客户对产品的特定要求。

主权项

获取冲击测试中冲头局部受力情况的方法，其特征是步骤如下：(1)冲击测试准备：将泡沫缓冲块固定，并将加速度传感器固定到冲头上，在跌落冲击导轨上在冲击点的位置附近固定激光速度传感器；(2)冲击测试实施：冲头自设定的高度自由落体运动，与泡沫缓冲块发生碰撞，用加速度传感器记录冲击过程的加速度a，用速度传感器记录冲击冲头开始接触泡沫缓冲块瞬间的速度V₀；(3)冲击过程总的受力F_测试和位移S_测试的计算：利用公式F_测试＝Ma，计算受力，利用公式来计算冲击过程位移，其中t₀为冲击碰撞开始时间，t为冲击过程中的某一个时间；(4)全局受力F_测试‑S_测试曲线创建：以步骤(3)中得到的S_测试为横坐标，F_测试为纵坐标，创建F_测试‑S_测试曲线；(5)局部受力与全局受力关系曲线获取：a、冲击测试CAE建模：启动CAE建模软件hypermesh，导入泡沫缓冲块及冲头的几何3D数据，按照测试条件，设定边界约束条件及冲击速度，建立冲击分析CAE模型；b、冲击测试仿真分析：在CAE模型中，分别建立冲头整体与泡沫缓冲块之间的总接触，以及冲头整体与泡沫缓冲块指定的计算区域1和2之间的子接触1和子接触2；随后在CAE输出设置中，设定输出总接触，子接触1和子接触2的受力时间历程曲线F‑t、F1‑t和F2‑t以及冲头的位移曲线S‑t，提交求解运算；c、局部与全局受力比例曲线计算：利用CAE分析后处理软件hypergraph,输出步骤b中设置的F‑t、F1‑t、F2‑t及S‑t，截取曲线有效的分析区域，然后以位移S为横坐标，力为纵坐标，分别作出F‑S、F1‑S和F2‑S曲线，最后作出局部受力对位移的比例曲线(F1/F)‑S及(F2/F)‑S；d、比例关系曲线重采样：对经过步骤c得到的局部受力对位移的比例曲线(F1/F)‑S及(F2/F)‑S进行重采样，得到重采样曲线(F1/F)1‑S1及(F2/F)1‑S1；(6)测试冲头全局受力曲线重采样：对步骤(4)中得到的F_测试‑S_测试曲线重采样，采样频率取与步骤(5)‑d中采样频率相同，得到重采样曲线(F_测试)₁‑(S_测试)₁，以保证(S_测试)₁与步骤(5)‑d的横坐标S能相对应；(7)局部受力计算：用步骤(5)‑d中得到的曲线(F1/F)1‑S1及(F2/F)1‑S1与步骤(6)得到的曲线F_测试)₁‑(S_测试)₁相乘，即可得到冲头局部受力曲线F1_测试‑(S_测试)₁及F2_测试‑(S_测试)₁；(8)性能判定及曲线导出：对对所得数据进行后期的计算处理及性能的判定。