[发明专利]基于弹性应力波加载的冲击响应谱试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种基于弹性应力波加载的冲击响应谱试验装置，其特征在于，包括弹性应力波加载装置和谐振响应装置；

所述弹性应力波加载装置包括支架(4)、气缸(1)、撞击杆(5)、套筒(2)、波形整形器、应变片(8)、导轨(3)和入射杆(6)；导轨(3)位于支架(4)上，撞击杆(5)、套筒(2)和入射杆(6)均位于导轨上且三者轴线重合；波形整形器位于入射杆(6)靠近撞击杆(5)的一端，应变片(8)位于入射杆(6)上，用于采集应力波形状，通过入射杆上的应变片监测激励信号形状；气缸(1)位于撞击杆(5)远离入射杆(6)的一端且与该端连接；初始状态时，撞击杆(5)和波形整形器不接触；

所述谐振响应装置包括支撑座(10)、质量配重块(11)、谐振板(9)和加速度传感器(12)；谐振板(9)位于支撑座(10)上，质量配重块(11)和加速度传感器(12)均位于谐振板(9)上；所述谐振板(9)为水平安装或竖直安装；当谐振板(9)位于和水平面相互垂直的平面时，入射杆(6)轴线位于谐振板(9)的几何中心；当谐振板(9)和水平面相互平行时，入射杆(6)撞击谐振板(9)的侧面的几何中心处；应力波加载装置的气缸释放撞击杆，撞击杆从轨道射出撞击入射杆，形成弹性应力波，应力波传入谐振板，激励谐振板响应，形成爆炸冲击模拟信号；撞击杆的长度以及气缸气压的幅值可以调整应力波的脉宽与幅值，同时，入射杆与撞击杆之间安装一层由黄铜制造的波形整形器，可调节入射杆中产生的应力波形状，从而改变输入谐振板的激励信号；安装在入射杆上的应变片可以准确测量弹性应力波信号，即加载信号；气缸(1)释放撞击杆(5)使得撞击杆(5)撞击波形整形器，从而在入射杆(6)中形成弹性应力波；入射杆(6)撞击谐振板(9)且将弹性应力波传至谐振板(9)，谐振板(9)产生爆炸冲击模拟信号；加速度传感器采集谐振板的冲击响应信号并能够转化为冲击响应谱。

2.如权利要求1所述的一种基于弹性应力波加载的冲击响应谱试验装置，其特征在于，所述套筒(2)内径大于撞击杆(5)外径，且套筒(2)固连在导轨(3)上，撞击杆(5)能够在套筒(2)进行轴向运动。

3.如权利要求1所述的一种基于弹性应力波加载的冲击响应谱试验装置，其特征在于，所述质量配重块(11)用于改变谐振板自身固有频率。

4.基于权利要求1所述基于弹性应力波加载的冲击响应谱试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将谐振响应装置安装在弹性应力波加载装置的入射杆后且接触即可；

步骤二：气缸充气到设定压力后，将撞击杆释放，使撞击杆与波形整形器直接撞击发生碰撞；

步骤三：撞击杆撞击入射杆，在入射杆中形成弹性应力波，入射杆上的应变片采集应力波形状，同时弹性应力波向入射杆的另一端传递；

步骤四：弹性应力波到达谐振板位置时，激励谐振板产生爆炸冲击模拟信号；

步骤五：加速度传感器采集谐振板的冲击响应信号，转化为冲击响应谱，达到环境模拟试验的目的。