CN104614143B - 一种实现瞬态冲击力的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种实现瞬态冲击力的方法，该方法包括如下步骤：首先在试件上选取需要进行瞬态冲击的位置作为冲击面；使用一质量块以一定的冲击力对该冲击面进行冲击；并通过力传感器检测冲击力的大小。该实现瞬态冲击力的方法通过质量块对试件的冲击面进行冲击，在试件的冲击面上形成瞬态的冲击力，该实现瞬态冲击力的方法操作起来非常的方便、简单，而且可以适用于各种形状、规格的试件，通用性非常好，而且该方法可通过传感器采集冲击力的大小，可为后续的产品研发、设计提供数据支持，这样在产品的研发生产过程中就可真正做到有“据”可依，有“据”可查。

Description

一种实现瞬态冲击力的方法

技术领域

本发明涉及一种试验方法，特别涉及一种能够产生瞬态冲击力的试验方法。

背景技术

很多的产品在生产、使用过程中经常会遭受到瞬态冲击力的冲击，这些瞬态冲击力可能会对产品造成损害。如在变压器行业，变压器压板在变压器内线圈短路的情况下，变压器线圈就会产生瞬态冲击力对变压器压板造成冲击。变压器内存在高压线圈、中压线圈、低压线圈、调压线圈的区别，各线圈与压板组件的接触面积、安装方式都不尽相同。当不同线圈的短路情况组合发生时，就会产生大小不同的瞬态冲击力，这些大小不同的冲击力都有可能造成压板组件的局部损坏。

在现有技术中，一直没有一种较好的方法能够实现瞬态冲击，目前业内实现瞬态冲击力的方法都较为复杂，而且验证结果也多不能令人满意。如在验证变压器压板能够承受的瞬态冲击力大小的试验中，通常是先将线圈与压板组装起来，然后再通过人工方式来模拟各种可能出现的线圈短路情况，由短路的线圈对变压器压板进行瞬态冲击。采用这种方式需要将变压器组装起来进行试验，过程较为复杂，工作效率很低，而且也只能感性的观测变压器压板遭受瞬态冲击力的状况，并不能得到验证数据，因此对变压器压板的设计和标准制定都不能起到任何帮助。因此如何能够采用一种较好的试验方法来实现瞬态冲击力，以满足各种试件对瞬态冲击力的要求已成为业内急需要解决的一个技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种操作步骤简单、便于实现、可适用于各种产品的实现瞬态冲击力的方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种实现瞬态冲击力的方法，该方法包括如下步骤：

a)在试件上选取需要进行瞬态冲击的位置作为冲击面；

b)使用一质量块以一定的冲击力对该冲击面进行冲击；

c)使用力传感器检测质量块对冲击面的冲击力大小。

优选地，所述质量块位于所述冲击面上方，所述质量块以自由落体方式在垂直方向对所 述冲击面进行冲击。

优选地，所述质量块与导向机构连接，所述质量块可沿所述导向机构在竖直方向上下移动。

优选地，所述试件的冲击面上设有波形发生器，所述质量块首先冲击所述波形发生器，所述波形发生器将质量块的冲击力转换成特定波形对所述冲击面进行冲击。

优选地，所述波形发生器为半正弦波波形发生器、梯形波波形发生器或后峰锯齿波波形发生器。

优选地，所述试件的冲击面上设有一传力架，所述波形发生器位于所述传力架上端面，所述力传感器位于所述传力架的下端面。

如上所述，本发明的实现瞬态冲击力的方法具有以下有益效果：该实现瞬态冲击力的方法通过质量块对试件的冲击面进行冲击，这样就可在试件的冲击面上形成瞬态的冲击力，该实现瞬态冲击力的方法操作起来非常的方便、简单，而且可以适用于各种形状、规格的试件，通用性非常好，而且该方法可通过传感器采集冲击力的大小，可为后续的产品研发、设计提供数据支持，这样在产品的研发生产过程中就可真正做到有“据”可依，有“据”可查。

附图说明

图1为本发明第一实施例的结构框图。

图2为本发明第二实施例的结构框图。

图3为本发明第三实施例的结构示意图。

图4为本发明实施例波形发生器的结构示意图。

图5为本发明实施例传力架的结构示意图。

元件标号说明

1、试件 2、质量块 3、质量块释放机构 4、提升机构 5、导向柱 6、滑套 7、变压器压板 8、夹具 9、力传感器 10、传力架 11、波形发生器 12、塑胶圆柱体

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

本发明公开了一种实现瞬态冲击力的方法，该方法主要用于模拟试件在生产、使用过程中所遭受的瞬态冲击力，以验证试件的性能。其主要包括如下步骤：首先，在试件上选择会受到瞬态冲击力的位置作为冲击面，由于试件的形状、大小各不相同，因此应根据试件的形状大小设置相应的夹具来夹紧试件，使试件上的冲击面与质量块的位置相对。冲击面选定后，使用一质量块对该冲击面进行冲击，在进行冲击时质量块不一定与冲击面接触，只要能使冲击力传递到冲击面上即可。在质量块与冲击面接触的端面上设置力传感器，通过力传感器可测量出该质量块对冲击面的冲击力大小，然后再根据冲击力大小及冲击面的面积计算出此次冲击使冲击面所承受的压强，这些数据可作为后续产品研发、设计的依据。

该实现瞬态冲击力的方法的重点在于对试件冲击面的力为瞬态冲击力，对于力的施加方式与方向皆不作限定，但为了更贴切地模拟变压器实际服役状态，作为一种优选方式，可将质量块设置在变压器压板的上方，所述质量块以自由落体方式在垂直方向对试件的冲击面进行瞬态冲击。

如图1所示，为本发明的一种实施方式，在该实施例中，可将质量块2通过质量块释放机构3与一提升机构4连接，将试件1放置在质量块2的下方，然后通过提升机构4将质量块2提升到一定高度，接着通过质量块释放机构3将质量块2释放，使质量块2以自由落体的方式砸在试件1上，依靠质量块2自身的重力来冲击力，在试件的冲击面上实现瞬态冲击。质量块2的下端面可设置力传感器，通过力传感器可检测冲击力的大小。

如图2所示，为本发明的另一种实施方式，在该实施例中，质量块2与一导向机构连接，导向机构包括两根位置相对的导向柱5，质量块2的两端通过导套6分别与导向柱5滑动连接，这样质量块2就可沿导向柱5上下移动。质量块2与导线机构连接，在进行瞬态冲击时其重复性较好，这样也可进一步提高试验的精度。采用该实施例对试件的冲击面进行瞬态冲击时，首先可将试件1通过夹具固定在底座上，然后提升质量块2到一定高度，随之释放，这样质量块2就会沿导向柱5自由下落对试件的冲击面形成瞬态冲击。通常在进行试验之前，可先通过仿真软件来计算可能所需要的冲击力大小，这样可减少试验次数，提高工作效率。

对于不同的试件，由于其工作的状况各不相同，因此可能出现的瞬态冲击的波形也各不 相同，为了能够模拟各种瞬态冲击的波形，可在试件的冲击面上设有波形发生器，这样质量块会首先冲击在波形发生器上，通过波形发生器将质量块的冲击力转换成特定波形，然后再对冲击面进行冲击。波形发生器主要有半正弦波波形发生器、梯形波波形发生器、后峰锯齿波波形发生器等几种。

如图3所示，为本发明的第三实施例，该实施例以变压器压板7作为试件，通过在试件上施加瞬态冲击力来验证变压器压板7的机械强度。因为变压器存在高压线圈、中压线圈、低压线圈、调压线圈等各种不同的线圈，各线圈与压板组件的接触面积也各不相同，因此当这些线圈出现短路时，特别是在不同线圈同时出现短路的情况下，对与其接触的变压器压板的冲击力也是各不相同的，因此应首先选定在变压器压板上选定冲击面，并通过夹具8将变压器压板7固定，使变压器压板7上的冲击面与质量块2相对。变压器线圈短路多因大的脉冲电流引起，相对应的变压器线圈短路时所产生的冲击力多为半正弦波波形的冲击力，为了能够更加真实的模拟变压器压板所受的冲击力，因此最好采用半正弦波波形的冲击力对变压器压板的冲击面进行冲击。

为此可在变压器压板7上设置一传力架10，并且在传力架的下端面设置一圈力传感器9，一圈力传感器9沿变压器压板7上冲击面所对应线圈的圆周均匀分布，这样可对冲击力的检测更加的精确，提高检测精度。同时在传力架10的上端面设有波形发生器11，波形发生器11可将所受到的冲击力转换为半正弦波形。这样当质量块2下降时会首先作用在波形发生器11，波形发生器11将冲击力转换为半正弦波形并通过传力架10传递给下方的力传感器9、夹具8及变压器压板7的冲击面上。采用这种方式可以更加真实的模拟变压器压板7所受到的瞬态冲击力。波形发生器11为半正弦波波形发生器，其包括一塑胶圆柱体12(如图4所示)，该塑胶圆柱体的上端面为圆锥面，塑胶圆柱体的厚度可根据冲击力的大小进行调节。

如图5所示，作为一种优选方式，可将传力架10设置成由多个同心设置且直径各不相同的圆筒件13组成结构体，各圆筒件13之间通过连接件连接。上述各圆筒件13的直径分别与变压器内线圈的直径一一对应，在进行冲击时，力传感器9只安装在与冲击面位置对应的圆筒件下端面上。采用这种传力架机构，可使质量块2作用在变压器压板7上的冲击力更加的稳定，可更好的模拟变压器压板7所受到的瞬态冲击力。传力架9可采用镁合金材料，这样可提高传力架9的刚度，从而可使瞬态冲击力的传递更加的稳定。

采用该瞬态冲击力实现方法来验证变压器压板的机械强度，只需将单独的变压器压板即可实现，只需通过瞬态冲击检测到冲击力，然后在根据冲击面的面积即可计算出该冲击面所承受的压强。这样就无需再将整个变压器组装起来进行检测，可有效节约变压器压板测试的时间，提高工作效率。再有采用该方法对变压器压板进行试验的过程中得到的数据还可作为 后续变压器压板设计或标准制定过程中的参考，使变压器压板设计或标准制定做到有“据”可依，有“据”可查。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种实现瞬态冲击力的方法，其特征在于，所述实现瞬态冲击力的方法包括如下步骤：

在试件上选取需要进行瞬态冲击的位置作为冲击面；

使用一质量块以一定的冲击力对该冲击面进行冲击；

使用力传感器检测质量块对冲击面的冲击力大小；

所述试件的冲击面上设有波形发生器，所述质量块首先冲击所述波形发生器，所述波形发生器将质量块的冲击力转换成特定波形对所述冲击面进行冲击；所述试件的冲击面上设有一传力架，所述波形发生器位于所述传力架上端面，所述力传感器位于所述传力架的下端面，所述传力架设置成由多个同心设置且直径各不相同的圆筒件组成结构体。

2.根据权利要求1所述的实现瞬态冲击力的方法，其特征在于：所述质量块位于所述冲击面上方，所述质量块以自由落体方式在垂直方向对所述冲击面进行冲击。

3.根据权利要求2所述的实现瞬态冲击力的方法，其特征在于：所述质量块与导向机构连接，所述质量块可沿所述导向机构在竖直方向上下移动。

4.根据权利要求1所述的实现瞬态冲击力的方法，其特征在于：所述波形发生器为半正弦波波形发生器、梯形波波形发生器或后峰锯齿波波形发生器。