跌落试验机方案的确定

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跌落试验机方案的确定

发布时间:2014-09-18 16:30      浏览次数:

 跌落试验机方案的确定

 方案一:多次跌落试验机

  多次跌落机的工作原理

该装置的结构多种多样,但其基本原理相同,均由机械冲击台、驱动电机、控制系统组成(见图2-1)。用电机驱动具有特定曲面的凸轮旋转,凸轮推动带有试件的工作台面上升,当凸轮转过最高位置时,工作台面便自由地跌落在机座砧面上的缓冲垫上,从而产生方向朝上的加速度。假定基座相对工作台面的质量为无穷大,则工作台面与缓冲垫碰撞时的运动微分方程为:
                  多次跌落机               (2-1)
或者
               多次跌落机             (2-2)
式中 C- 阻尼系数
      相对阻尼系数,多次跌落机
     k- 缓冲垫的弹性刚度
     系统的固有圆频率,系统的固有圆频
     加速度的持续时间
     M-工作台面的质量
工作台面的质量 
图2-1 凸轮式跌落冲击台结构示意图
 
因为空气阻尼很小,可以忽略,故式
(2-2)简化为:           
                    (2-2)简化为                  (2-2')
解此方程并考虑到初始条件:当t=0时,x=0,(2-2')(H1为工作台面首次跌落高度),(见图2-2),可求得首峰加速度的幅值为:
                       (2-2')              (2-3')
而加速度持续时间为:
                    而加速度持续时间为            (2-4)
当首峰加速度大于10g时,式(3)、式(4)近似为:
                          式(4)近似为                    (2-3')
                          近似为                     (2-4')
 
图2-2 冲击台原理图
 
首峰加速度结束后,工作台面仍有较大的反弹速度,还能连续进行多次持续时间相同而加速度幅值递减的次冲击过程。由常系数微分方程的线性原理,同样可求得次冲击的加速度幅值为:
            冲击台原理图     (2-5)
式中e——缓冲垫的恢复系数
各次冲击的加速度持续时间为:
                 冲击的加速度持续时间为        (2-6)
式(2-6)的首项比第二项小得多,实际证实变化很小,所以各次冲击的加速度
持续时间基本相同,可由式(2-4')表示,即
从某冲击起始时刻到相邻下个次冲击的起始时刻的时间称为脉冲时间间隔,其值为:
                            其值为               (2-7)
从首次冲击开始时刻到末个次冲击结束时刻的时间称为单次循环冲击时间,其值为:
                       冲击开始时刻                  (2-8)

2.1.2 多次跌落机的意义

凸轮式跌落冲击台是一种连续多次的机械冲击装置,广泛地用于各种材料、结构、元器件、传感器、仪器仪表、机电设备、家用电器及其零部件的强度和寿命试验,有时还进行产品工作参数模拟测试。


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