[发明专利]三维冲击力传感器的三轴Hopkinson杆同步动态标定装置及方法

权利要求书

1.一种三维冲击力传感器的三轴Hopkinson杆同步动态标定装置，包括沿X轴为由X轴入射弹性杆(7)和X轴透射弹性杆(8)一维分离式Hopkinson压杆系统；其特征在于还包括发射气室(1)、发射阀(2)、发射炮管(3)、撞击杆(4)、聚四氟乙烯托弹器(5)、脉冲整形器(6)和在一维分离式Hopkinson压杆系统中心沿Y轴和Z轴分别加装的Y轴透射弹性杆(9)和Z轴透射弹性杆(10)，形成真三轴加载系统；发射气室(1)通过发射阀(2)连接发射炮管(3)、撞击杆(4)和脉冲整形器(6)，撞击杆(4)的两端为聚四氟乙烯托弹器(5)；脉冲整形器(6)通过一段透射弹性杆和入射杆电液伺服控制系统(12)连接X轴入射弹性杆(7)，每根透射弹性杆上粘贴有应变计，每根透射弹性杆的端点设有透射弹性杆电液伺服控制系统(13)，电液伺服控制系统的推杆前端设有标准力传感器；所述撞击杆(4)的常态置于发射炮管(3)内；所述X轴、Y轴和Z轴的弹性杆的截面相同，长度相同；待测三维冲击力传感器(14)置于三轴中心；

所述X轴、Y轴和Z轴的射弹性杆采用空心方杆或者圆截面杆；

所述X轴、Y轴和Z轴的射弹性杆的截面为20mm*20mm时，撞击杆(4)的截面为20mm*20mm，聚四氟乙烯托弹器(5)的中心截面为20mm*20mm，发射炮管(3)的内径为30mm，发射阀(2)的进出口通径为30mm。

2.根据权利要求1所述三维冲击力传感器的三轴Hopkinson杆同步动态标定装置，其特征在于：所述空心方杆采用钛合金方杆。

3.一种利用权利要求1～2所述任一项三维冲击力传感器的三轴Hopkinson杆同步动态标定装置对三维冲击力传感器的动态灵敏度标定的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将待测三维冲击力传感器(14)放置于三维Hopkinson杆六根标准杆中间的加载位置，通过X方向的入射弹性杆电液伺服控制系统(12)和透射弹性杆电液伺服控制系统(13)对待测三维冲击力传感器(14)施加三轴静载，载荷大小由电液伺服控制系统的推杆前端安装的标准力传感器输出，并读取三维力传感器的输出数据；

步骤2：将撞击杆(4)置于发射炮管(5)内，待发射气室(1气压达到所设预定值，打开发射阀(2)，这时撞击杆通过一段透射弹性杆和入射杆电液伺服控制系统(12)撞击X轴入射弹性杆(7)，X轴入射弹性杆(7)产生沿X轴向的动态加载应力波，对待测三维冲击力传感器(14)的X向进行加载，部分应力波反射回来被入射弹性杆上的应变计(11)记录下来作为反射波，部分应力波进入X轴透射弹性杆(8)，由X轴透射弹性杆(8)上应变计(11)记录为透射波；与此同时，由于泊松效应，三轴力传感器的弹性体基座沿Y和Z方向同样发生动态变形，产生的波形分别由Y向、Z向的Y轴透射弹性杆(9)以及Z轴透射弹性杆(10)上粘贴的应变计(11)采集得到；根据一维应力波理论分别计算X、Y和Z方向的动载荷；

步骤3：调整气源预设气压值，重复步骤2，并根据三维冲击力传感器输出的三维力载荷数据，完成对三维冲击力传感器的动态灵敏度标定。