冲击试验机的力脉冲发生器应用现状与发展

　　1引言

　　在机械、电子等制造行业产品的生产、运输等过程，存在各种冲击，囚而产品的抗冲击性能成为反映其质量和可靠性的重要指标，随着人们对产品精度、可靠性要求的提高.以及航空航天等行业发展的需要.产品的抗冲击性能将越来越受到重视。与之相应的冲击试验机也在不断发展，以力脉冲发生器的发展为标志，冲击试验机的发展大致经历了三个阶段。第一阶段是早期以橡胶、毡垫、弹簧等作为力脉冲成Iii}J器的机械式冲击试验机。这类冲击试验机的自动化程度往往较低，只能产生中一波形。第二阶段则是以自动控制理论的发展、自动化设各的兴起、新材料的发展为基础，以使用特制材料与液压或气动控制结合为特征的力脉冲发生器作为缓冲器，不同的脉冲发生器对应不同波形。这种力脉冲发生器精确度较高，性能也比较稳定。第三阶段是20世纪80年代末以来，随着计算机应用与集成电子技术的快速发展，以能在一台缓冲器上产生多种力脉冲波形的智能化缓冲器为特征，并辅以高度自动化控制以及数据分析设各的新ii}J冲击试验台。这种冲击试验台现在正逐步替代第二代冲击台。这些产品}要有:美国M下S公司生产的886系列冲击试验机;美国AVCO公司生产的驯系列冲击试验机;口本吉田精机株式会社生产的A9Q系列冲击试验机;Lansrnont公司生产的机械式、跌落式冲击台;美国下EAM公司生产的振动冲击台等。

　　在冲击试验机,力脉冲发生器决定着冲击试验的冲击波形质量和模拟冲击环境所能达到的严酷程度，囚而对力脉冲发生器的研究是冲击试验机发展的关键一环。

　　2冲击试机力脉冲波形

　　对冲击环境的模拟一般有三种方法:(1)带有容差的冲击脉冲成法;(2)冲击谱模拟法;(3)仿真复现法。其，第三种方法出现于20世纪70年代，囚为要用到复杂的专用设各，试验的代价高cu，仅在要求非常高的场合应用。而)‘一泛运用的是第一、二种方法。对这两种模拟方法，现在我国GB2423.5- 81 , GJB150- 85 ,GJB360- 87以及国际I EG 68- 2- 29等标准都规定的冲击源激励有半正弦波、后峰锯齿波、梯形波。图1,2,3为我国GB2423.5- 81规定的三种波形的容差要求。图几为脉冲加速度峰值,D为脉宽。值得注意的是在美国1983年制定的MI L- STD- 81 OD及其后来的M I L- STD，规定的力脉冲成i法和冲击谱法，如果测试设各没有进行冲击响应谱分析的能力，则可选用后峰锯齿波作为冲击试验脉冲，如图4，它取消了半正弦波的使用。为满足模拟复杂环境的要求，其后峰锯齿波的波形、容差规定都变化较多2。

　　由波形及其容差要求可见，由于半正弦波随时间连续变化，其波形可以通过对被试验产品施以线性或准线性的弹力产生。这种弹性体可用高强度塑料、气体或液压弹簧来实现。梯形波由于存在水平段，要求脉冲发生器能施加一个不随时间(位移)而变化的恒力，囚而梯形波的产生需要弹性体和弹力控制机构共同作用，或采用电磁振动台、电液伺服冲击台等来实现。后峰锯齿波鉴于其非对称性，力脉冲发生器输出的力(加速度)达到峰值后迅速衰减到零，所以它只能用非线性弹性体或者与非回弹装置结合来完成。对于美军标规定的后峰锯齿波，其要求也就更苛刻些料。