[发明专利]一种防护结构防护冲击性能测试装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种防护结构防护冲击性能的测试装置及测量方法，本发明涉及力学领域，所述装置包括：支撑框结构、载荷块、防护结构块、接收块、加速系统、测速系统，支撑框结构为长方体结构，其四条长边为四条支撑框，组成支撑轨道，支撑轨道为光滑导轨，载荷块、防护结构块、接收块均安装于支撑轨道上；加速系统用于为载荷块提供初始冲击速度；测速系统用于测量载荷块、防护结构块、接收块在冲击发生前后以及过程中的运动速度，根据测得的运动速度计算可得到整个冲击过程中防护结构块的能量耗散和冲量衰减数据，用于表征防护结构防护冲击的性能。本发明的测试装置作为防护结构防护性能有效的测试手段，具有重要的价值和极高的发展前景。

技术领域

本发明涉及力学领域，特别是涉及一种防护结构防护冲击性能的测试装置及测量方法。

背景技术

生活、工业以及诸多环境中都会存在很多由冲击而产生的问题，会对物品结构完整性造成重大威胁，例如：汽车碰撞、精密器件的跌落等，因此对冲击的防护尤为重要。

目前情况下，一般会采用防护结构对冲击载荷进行防护，防护结构形式可以有多种形式，包括：多层结构、多孔材料，格栅结构等。但目前针对防护结构防护冲击性能的测试多数是以冲击产生的压力波或者被防护目标的破坏程度为指标，进行测试。

但一般情况下，针对防护结构防护冲击性能的测试若以冲击载荷在被防护目标内产生的压力作为评价指标，则冲击过程从开始到结束的整个时间内，其冲击载荷作用时间远大于冲击产生的压力波在防护结构里的单次传播时间，也即冲击载荷在频域上的特征波长尺度通常远大于防护结构的厚度，由此会使得作用到被防护目标上的压力波形及其复杂，导致整个过程分析起来比较繁琐，且很难定量说明防护结构的防护性能；针对防护结构防冲击性能的测试若以被防护目标的破坏程度作为指标，则测试中影响因素较多且可能成本较高，特别是针对高精仪器的防护情况；而要以其他的手段去测量得到防护结构的防护性能就更加困难。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种防护结构防护冲击性能的测试装置及测量方法，解决了上述的问题。

本发明实施例提供一种防护结构防护冲击性能的测试装置，所述装置包括：支撑框结构、载荷块、防护结构块、接收块、加速系统、测速系统，所述支撑框结构为长方体结构，该长方体结构的前、后宽高面封闭，其余四面镂空；

所述长方体结构的四条长边为四条支撑框，四条支撑框组成支撑轨道，所述支撑轨道为光滑导轨，所述载荷块、所述防护结构块、所述接收块均安装于所述支撑轨道上；

所述加速系统与所述长方体结构的前宽高面连接，且与所述载荷块接触，用于为所述载荷块提供初始冲击速度，调节所述加速系统，可以为所述载荷块提供不同的初始冲击速度，用于研究不同工况下所述防护结构防护冲击的性能；

所述载荷块和所述接收块均由具有较高模量的无粘性且均质的材料制成，以实现冲击过程结束后其自身的应变能较小，以及在整个冲击过程中其自身无明显的能量耗散；

所述防护结构块与所述接收块紧邻贴合，且所述防护结构块朝向所述载荷块，所述接收块朝向所述长方体结构的后宽高面；

所述防护结构块与所述载荷块之间的间距为第一预设距离，所述接收块与所述长方体结构的后宽高面之间的间距为第二预设距离，所述第一预设距离和所述第二预设距离可调整；

所述测速系统包括：多个脉冲测速装置和测速支撑架，所述多个脉冲测速装置固定于所述测速支撑架上，并在所述测速支撑架上的位置可调，所述测速支撑架两端分别固定于所述支撑框结构的前、后宽高面的外侧，所述多个脉冲测速装置用于测量所述载荷块、所述防护结构块、所述接收块在冲击发生前后以及过程中的运动速度，用于计算得到所述防护结构块在整个冲击过程中的能量耗散和冲量衰减的数据，所述能量耗散和冲量衰减的数据可用于评价防护结构防护冲击的性能。

可选地，所述装置还包括：缓冲层；