CN104110458A - 一种阻尼系统及霍普金森压杆自动控制系统 - Google Patents

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李胜林
刘殿书
黄明升
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本发明涉及一种阻尼系统及霍普金森压杆自动控制系统，涉及霍普金森压杆自动控制系统，为能够方便地控制阻尼器中弹簧的复位而发明。阻尼系统包括：阻尼器(1)，阻尼器(1)的一侧设有盖板(11)，盖板(11)上固定有撞击板(2)；阻尼器(1)的另一侧设有阻尼基座(14)，阻尼基座(14)的底部(15)连接有油缸(3)，盖板(11)与油缸活塞(31)上的活塞杆(32)固定连接；在活塞杆(32)上套设有柱状的弹簧(13)，弹簧(13)的两端分别固定在盖板(11)和阻尼基座(14)的底部(15)；撞击板(2)、盖板(11)和弹簧(13)均以活塞杆(32)为轴心；油缸(3)的液压油(33)通过油管(4)与储能器(5)相连通，油管(4)设有液压油从油缸(3)流出到储能器的单向阀(6)和控制液压油从储能器(5)回流到油缸(3)的开关阀(7)。本发明适用于霍普金森压杆自动控制系统。

Description

一种阻尼系统及霍普金森压杆自动控制系统
技术领域
本发明涉及一种阻尼系统，尤其是一种在实验系统中使用的阻尼系统及霍普金森压杆自动控制系统。 
背景技术
在现有技术中，阻尼器一般作为缓冲器使用，减少震动和冲击，阻尼器中的弹簧在震动开始时压缩，在震动结束时又会很快恢复原有的位置。但是，在实验条件下，往往需要人为控制阻尼器中弹簧复位的速度和时间，所以，需要找到一种方法能够方便地控制弹簧复位速度和时间的方法。 
发明内容
针对上面的问题，本发明提供了一种阻尼系统及霍普金森压杆自动控制系统，能够方便地控制阻尼器中弹簧的复位。 
为达到上述目的，本发明实施例采用的技术方案为： 
一种阻尼系统，包括阻尼器，阻尼器的一侧设有盖板，盖板上固定有撞击板；阻尼器的另一侧设有阻尼基座，阻尼基座的底部连接有油缸，盖板与油缸活塞上的活塞杆固定连接；在活塞杆上套设有柱状的弹簧，弹簧的两端分别固定在盖板和阻尼基座的底部；撞击板、盖板和弹簧均以活塞杆为轴心；油缸的液压油通过油管与储能器相连通，油管设有液压油从油缸流出到储能器的单向阀和控制液压油从储能器回流到油缸的开关阀。 
可选地，所述阻尼器还包括：第一套体，与第一套体相对配合设置有第二套体；盖板固定在第一套体上；第二套体固定在和阻尼基座上；压缩弹簧设于第一套体和第二套体相配合所形成的柱形空间内。 
作为优选，所述压缩弹簧为油淬火回火硅锰合金弹簧钢丝，切变模量G＝79000MPa，弹性模量E＝206000MPa，抗拉强度σb＝1373MPa，许用切应力τb＝604.12Mpa，钢丝直径d＝14.0mm，弹簧中径D＝120mm，旋绕比C＝8.57，曲度系数K＝1.17。 
作为优选，所述液压油为矿物油。 
作为优选，所述单向阀为S型管式单向阀。 
作为优选，所述储能器为NXQ型液压囊式储能器。 
可选地，所述储能器包括缸体，在缸体内设有活动挡板，所述活动挡板与所述缸体的内壁之间通过密封件接触，所述活动挡板的一侧连接有储能弹簧，所述活动挡板的另一侧与所述缸体之间形成容纳所述液压油的空腔。 
本发明实施例还提供一种霍普金森压杆自动控制系统，包括前述任一项所述的阻尼系统。 
有益效果：通过在阻尼器后面设置的液压油缸及其储能器，能够利用储能器吸收阻尼器传来的能量，当启动开关阀时，就可以方便且随意地控制阻尼器上的压缩弹簧及撞击板复位，方便实验时准确记录分析实验数值。该发明可在短时间内吸收能量，且美观大方，节能环保，可循环利用。 
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。 
图1为本发明阻尼系统一实施例的结构示意图； 
图2为本发明霍普金森压杆自动控制系统实施例的结构示意图。 
图中，1-阻尼器，11-阻尼器盖板，12a-第一套体，12b-第二套体，13-压缩弹簧，14-阻尼基座，15-套体底部，2-撞击板，3-油缸，31-油缸活塞，32-活塞杆，33-液压油，4-油管，5-储能器，6-单向阀，7-开关阀，16-缸体，17-活动挡板，18-储能弹簧。 
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。 
本发明实施例提供一种阻尼系统，包括阻尼器1，阻尼器1的一侧设有盖板11，盖板11上固定有撞击板2；阻尼器1的另一侧设有阻尼基座14，阻尼基座14的底部15连接有油缸3，盖板11与油缸活塞31上的活塞杆32固定连接；在活塞杆32上套设有柱状的弹簧13，弹簧13的两端分别固定在盖板11和阻尼基座14的底部15；撞击板2、盖板11和弹簧13均以活塞杆32为轴心；油缸3的液压油33通过油管4与储能器5相连通，油管4设有液压油 从油缸3流出到储能器的单向阀6和控制液压油从储能器5回流到油缸3的开关阀7。 
本发明阻尼系统实施例，通过在阻尼器后面设置的液压油缸及其储能器，能够利用储能器吸收阻尼器传来的能量，当启动开关阀时，就可以方便且随意地控制阻尼器上的压缩弹簧及撞击板复位，方便实验时准确记录分析实验数值。此外，本发明实施例中，除了利用所述储能器方便控制阻尼器上的压缩弹簧及撞击板复位外，所述储能器还能够与所述弹簧13相配合共同起到吸能作用，大大提高了吸能效果。 
可选地，根据本发明阻尼系统实施例一实施例，所述阻尼器1还可以包括：第一套体12a，与第一套体12a相对配合设置有第二套体12b；盖板11固定在第一套体12a上；第二套体12b固定在和阻尼基座14上；弹簧13设于第一套体12a和第二套体12b相配合所形成的柱形空间内。本实施例中，通过将弹簧13设于第一套体12a和第二套体12b相配合所形成的柱形空间内，便于通过第一套体12a和第二套体12b对弹簧13的压缩与伸长进行导向，便于弹簧13对能量的顺利吸收。 
可选地，根据本发明阻尼系统实施例一实施例，弹簧13为油淬火回火硅锰合金弹簧钢丝，切变模量G＝79000MPa，弹性模量E＝206000MPa，抗拉强度σb＝1373MPa，许用切应力τb＝604.12Mpa，钢丝直径d＝14.0mm，弹簧中径D＝120mm，旋绕比C＝8.57，曲度系数K＝1.17。 
可选地，根据本发明阻尼系统实施例一实施例，所述液压油为矿物油。 
可选地，根据本发明阻尼系统实施例一实施例，所述单向阀为S型管式单向阀。 
可选地，根据本发明阻尼系统实施例一实施例，所述储能器为NXQ型液压囊式储能器。 
可选地，根据本发明阻尼系统实施例一实施例，所述储能器5包括缸体16，在缸体16内设有活动挡板17，所述活动挡板17与所述缸体16的内壁之间通过密封件(图中未示出)接触，所述活动挡板17的一侧连接有储能弹簧18，所述活动挡板17的另一侧与所述缸体16之间形成容纳所述液压油的空腔。 
参看图2，本发明实施例还提供一种霍普金森压杆自动控制系统，包括前述任一项所述的阻尼系统。其中，所述霍普金森压杆自动控制系统包括：输入杆和输出杆，在输入杆和输出杆之间放置有试件，在输入杆和输出杆上分别设有型号为AF2-120的半导体应变片，所述半导体应变片与超动态应变仪相连，所述超动态应变仪与TST3000动态测试分析仪相连，所述TST3000动态测试分析仪与数据处理系统相连；所述输出杆的端部设有吸能杆，所述阻尼系统设在与所述吸能杆相对应的位置处，并且所述阻尼系统的撞击板2与所述吸能杆相对应。 
本发明实施例霍普金森压杆自动控制系统及阻尼系统的工作原理为：吸能杆以一定的速度(5～10m/s)冲击到撞击板2上，撞击板2挤压弹簧13带动活塞杆32发生位移，当吸能杆由最大速度降为零直至停止，弹簧13达到相应的最大压缩量，推动活塞杆32发生最大位移。活塞杆32受到冲击发生位移时，液压油33通过油缸3上的节流孔流出缸外，此时将弹簧13的势能转换为油的压力位能和动能。液压油33通过单向阀6流进蓄能器5，将油的压力位能和动能转化为蓄能器中储能弹簧的势能。当储能弹簧恢复原长时，液压油只能通过开关阀缓慢回流，通过控制开关阀的开口大小，即可以使活塞杆缓慢复位，带动弹簧13缓慢伸长，据此使吸能杆缓慢回缩，达到吸能减震的效果。 
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。 

Claims (8)

1.一种阻尼系统，包括阻尼器(1)，其特征在于，阻尼器(1)的一侧设有盖板(11)，盖板(11)上固定有撞击板(2)；
阻尼器(1)的另一侧设有阻尼基座(14)，阻尼基座(14)的底部(15)连接有油缸(3)，盖板(11)与油缸活塞(31)上的活塞杆(32)固定连接；
在活塞杆(32)上套设有柱状的弹簧(13)，弹簧(13)的两端分别固定在盖板(11)和阻尼基座(14)的底部(15)；撞击板(2)、盖板(11)和弹簧(13)均以活塞杆(32)为轴心；
油缸(3)的液压油(33)通过油管(4)与储能器(5)相连通，油管(4)设有液压油从油缸(3)流出到储能器的单向阀(6)和控制液压油从储能器(5)回流到油缸(3)的开关阀(7)。
2.根据权利要求1所述的阻尼系统，其特征在于，所述阻尼器(1)还包括：
第一套体(12a)，与第一套体(12a)相对配合设置有第二套体(12b)；盖板(11)固定在第一套体(12a)上；第二套体(12b)固定在和阻尼基座(14)上；
压缩弹簧(13)设于第一套体(12a)和第二套体(12b)相配合所形成的柱形空间内。
3.根据权利要求2所述的阻尼系统，其特征在于，所述弹簧(13)为油淬火回火硅锰合金弹簧钢丝，切变模量G＝79000MPa，弹性模量E＝206000MPa，抗拉强度σb＝1373MPa，许用切应力τb＝604.12Mpa，钢丝直径d＝14.0mm，弹簧中径D＝120mm，旋绕比C＝8.57，曲度系数K＝1.17。
4.根据权利要求1所述的阻尼系统，其特征在于，所述液压油为矿物油。
5.根据权利要求1所述的阻尼系统，其特征在于，所述单向阀为S型管式单向阀。
6.根据权利要求1所述的阻尼系统，其特征在于，所述储能器(5)为NXQ型液压囊式储能器。
7.根据权利要求1所述的阻尼系统，其特征在于，所述储能器(5)包括缸体，在缸体内设有活动挡板，所述活动挡板与所述缸体的内壁之间通过密封件接触，所述活动挡板的一侧连接有储能弹簧，所述活动挡板的另一侧与所述缸体之间形成容纳所述液压油(33)的空腔。
8.一种霍普金森压杆自动控制系统，其特征在于，包括前述权利要求1-6任一项所述的阻尼系统。
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