[实用新型]一种获取加速度的装置

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种测试产品耐冲击性能的装置，具体地是一种获取加速度的装置。

背景技术

冲击实验是为确定材料或设备在经受外力冲撞或作用时产品的安全性、可靠性和有效性的一种试验方法。冲击实验是针对动荷抗力的一种实验。由于加载速度的存在，使材料内的应力骤然提高，变形速度影响了材料的机构性质，往往静载荷下具有很好的塑性性能的材料，在冲击载荷下会呈现脆性的性质。在实际工程机械中，有许多构件常受到冲击载荷的作用，在机械设计中应力求避免冲击波负荷，但由于结构和运行的特点，冲击负荷难以完全避免，为了了解材料在冲击载荷下的性能，必须作冲击实验。在金属材料的冲击实验中，还可以揭示在静载荷时不易发现的一些结构特点，如应力集中、材料内部缺陷、化学成分和加荷时温度、受力状态及热处理情况等对工作条件以及机械性能的影响。冲击主要测试参数为加速度，在实验中需要获得可方便测量的加速度。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种获取可方便测量加速度的装置的技术方案。

本实用新型的技术方案：一种获取加速度的装置，包括有金属工作台和金属摆锤，其特征在于，金属工作台设在底座上，工作台左侧与底座左侧之间连接阻尼器和弹簧，在金属工作台右侧设有开关，金属摆锤设在金属工作台上方，金属摆锤与开关之间设有计数器和脉冲发生器。

所述的开关为碰撞开关。

通常要知道加速度，则需要获得碰撞阶段所用的时间，但是碰撞是个十分复杂的过程，目前仅能对球体等简单形状的碰撞过程进行理论模拟，而对于复杂物体的碰撞，则需要考虑工作台的形状材质、摆锤以及工作台形状、材质，试件的形状，材质，安装状态等非常复杂的参数，理论计算显然是不可行的。

本实用新型的碰撞过程是一个摆锤与工作台从分离到接触，挤压、回弹又到分离的过程，类似与一个开关的闭合和断开，摆锤与工作台都是由导电良好的金属构成。本实用新型是把摆锤与被碰撞工作台设计成是一个电开关，用开关信号去控制一个计时器，就可以得到较为精确的碰撞时间。当碰撞发生的时，摆锤与工作台接触，开关闭合，计时器开始工作，但碰撞结束时，摆锤与工作台分离，开关断开，计时器停止计时，计时器所记录的时间即为碰撞时间。

检测原理如图2所示，被测试件固定在可移动工作台上，摆锤从某一高度下落，与工作台碰撞，使工作台产生一个加速度，由于被测试件与工作台刚性相连，可以认为工作台的加速度与试件的加速度相等。弹簧和阻尼器构成吸震系统，吸收工作台在碰撞结束之后的惯性能量。

由于碰撞前，工作台初速度为0，根据物理中动能定律和动量定律，可以推导出碰撞结束后，工作台与工件部分末速度，

                               

其中a摆锤重心至转轴的距离；H为摆锤下落高度；ρ摆锤系统对转轴的回转半径；L摆锤撞击中心至转轴的距离；M为工作台与试件总质量；m摆锤系统的总质量。

将碰撞时间带入公式中，即可获得碰撞的加速度。

                   

其中就是碰撞时间。

经实测，碰撞时间都在0.5ms以下，根据运动速度计算，碰撞阶段的位移在1mm以内，弹簧和阻尼相对压缩量小于1/500，因此对碰撞的影响可以忽略。

本实用新型避免了复杂的理论计算，也避免了传统的采用加速度传感器，放大电路，高速A/D，和波形显示加速度测量方法，具有极低的成本和很高的可行性。本实用新型构思巧妙，结构合理，制作成本低，使用方便。

附图说明

图1是本实用新型示意图

图２是本实用新型工作原理图。

图中：（1）是底座、（2）是阻尼器、（3）是弹簧、（4）是工作台、（5）是测试件、（6）是摆锤、（7）是计数器、（8）是脉冲发生器、（9）是开关。

具体实施方式

一种获取加速度的装置，金属工作台（4）设在底座（1）上，工作台左侧与底座左侧之间连接阻尼器（2）和弹簧（3），在金属工作台右侧设有开关（9），金属摆锤（6）设在金属工作台上方，金属摆锤与开关之间设有计数器（7）和脉冲发生器（8）。所述的开关（9）为碰撞开关。计时器由脉冲发生器、分频电路、复位电路等部分构成。