CN108507747A - 一种半正弦波形发生器 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种半正弦波形发生器，所述的发生器包括底板、固定在底板上的底座、安装在所述的底座上的冲击头、套设在所述的底座和所述的冲击头外侧的能够沿所述的底座上下移动的调节筒。本申请的一种半正弦波形发生器，通过设置可锁紧的调节筒，消除了冲击头和调节筒之间的间隙，使冲击头得以固定，冲击时不会发生弹跳现象，保证了试验指标的稳定性，冲击头的露出高度可连续调节，实现了脉冲持续时间的微调，特别适合于配合冲击、碰撞试验台进行各种不同冲击、碰撞指标的试验。
Description
技术领域
本申请涉及力学环境试验领域，尤其涉及一种应用于冲击、碰撞试验台的半正弦波形发生器。
背景技术
冲击、碰撞试验台用于模拟产品在运输或使用中受到的冲击或碰撞环境，以考核其功能可靠性和结构完好性，是进行冲击、碰撞试验的常用设备。
冲击、碰撞的主要指标有冲击加速度和脉冲持续时间。改变冲击时的速度，可以调整冲击加速度。脉冲持续时间由波形发生器的刚度决定，计算公式如式(1)：
式中：D：脉冲持续时间；
m：试件和台面组件质量之和；
k：波形发生器的刚度系数。
改变波形发生器的刚度，可以调整脉冲持续时间。通过调整冲击加速度和脉冲持续时间，以满足试件在不同冲击条件下的测试需要。
目前的冲击、碰撞试验台，通常使用固定式波形发生器完成单一指标的试验。要进行不同指标试验，就需要更换不同的波形发生器，费时费力，降低试验效率。因此，市场上出现了一种可调式的半正弦波形发生器，以满足不同半正弦冲击指标的试验要求。但此种可调式半正弦波形发生器的冲击头不固定，与调节装置之间有间隙，因此在试验时会发生弹跳的现象，改变了波形发生器的刚度，使试验指标发生变化，影响试验的重复性。
因此开发一种可满足不同冲击试验指标、重复性好、性能可靠的可调半正弦波形发生器成为业界长期以来渴望解决的难题。
发明内容
本申请要解决的技术问题是提供一种半正弦波形发生器。
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种半正弦波形发生器，所述的发生器包括底板、固定在底板上的底座、安装在所述的底座上的冲击头、套设在所述的底座和所述的冲击头外侧的能够沿所述的底座上下移动的调节筒。
优选地，所述的底座为外壁设有螺纹的圆柱形结构，所述的调节筒的内壁设置有与所述的底座外壁的螺纹相配合的螺纹部，所述的调节筒与所述的底座螺纹连接。
优选地，所述的调节筒的内壁具有螺纹部和非螺纹部，所述的螺纹部位于所述的调节筒内壁的下侧，所述的非螺纹部位于所述的调节筒内壁的上侧。
优选地，所述的调节筒沿母线方向开设有一宽度可调节的通槽，使调节筒的横截面为“C”形。
优选地，所述的调节筒的上端部外侧包括一凸缘，凸缘在通槽的一侧平面上设置螺孔，另一侧平面设置锁紧孔，所述的锁紧孔上设置有一螺钉，所述的螺钉与所述的螺孔螺纹连接，所述的通槽的宽度能够通过旋动所述的螺钉调节。
优选地，所述的调节筒具有锁紧状态和回弹状态，当所述的调节筒位于锁紧状态时，螺钉处于旋紧状态，通槽宽度减小至使所述的调节筒与所述的冲击头之间的缝隙消除；当所述的调节筒位于回弹状态时，螺钉处于旋松状态，调节筒的通槽宽度增大至所述的调节筒与所述的冲击头之间形成一能够使所述的调节筒在底座上沿轴向移动的缝隙。
优选地，所述的底板上设置有多个通孔，所述的底板与所述的底座通过穿过所述的通孔的螺钉相固定连接，所述的底板上还设置有多个用于将所述的底板固定在试验台砧座上的安装孔。
优选地，所述的冲击头为弹性材料制成，所述的冲击头包括圆柱体部及位于所述的圆柱体部上侧的圆锥体部，用以产生冲击半正弦波形。
优选地，所述的调节筒采用具有弹性的金属材料制成，当所述的调节筒位于回弹状态时，所述的调节筒与所述的冲击头之间缝隙为0.05mm。
优选地，所述的凸缘外侧设置有滚花，便于手工进行转动。
本申请的一种半正弦波形发生器，通过设置可锁紧的调节筒，消除了冲击头和调节筒之间的间隙，使冲击头得以固定，冲击时不会发生弹跳现象，保证了试验指标的稳定性，冲击头的露出高度可连续调节，实现了脉冲持续时间的微调，特别适合于配合冲击、碰撞试验台进行各种不同冲击、碰撞指标的试验。
附图说明
附图1是本申请一较佳实施例中的一种可调半正弦波形发生器的结构示意图；
附图2是现有技术的一种可调半正弦波形发生器的结构示意图；
附图3是本申请一较佳实施例中的一种可调半正弦波形发生器脉冲的冲击头露出调节筒的高度最大时的结构示意图；
附图4是本申请一较佳实施例中的一种可调半正弦波形发生器脉冲的冲击头露出调节筒的高度最小时的结构示意图；
附图5是本申请的多个可调半正弦波形发生器安装在底板上的结构示意图。
1、冲击头；2、调节筒；3、底座；4、底板；21、通槽；22、锁紧孔；41、通孔；42、螺钉；43、安装孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本申请并能予以实施，但所举实施例不作为对本申请的限定。
参阅附图1，是本申请一较佳实施例中的一种可调半正弦波形发生器的结构示意图。冲击头1固定在底座3的顶面上，调节筒2下部套设在所述的底座3外，所述的底座3为外壁设有螺纹的圆柱形结构，所述的调节筒2的内壁设置有与所述的底座3外壁的螺纹相配合的螺纹部，所述的调节筒2与所述的底座3螺纹连接。所述的调节筒2的内壁具有螺纹部和非螺纹部，所述的螺纹部位于所述的调节筒2内壁的下侧，所述的非螺纹部位于所述的调节筒2内壁的上侧。调节筒2可沿轴向在底座3上移动，底座3安装在底板4上。所述的底板4上设置有多个通孔41，所述的底板4与所述的底座3通过穿过所述的通孔41的螺钉相固定连接，所述的底板4上还设置有多个用于将所述的底板4固定在试验台砧座上的安装孔43。
所述的调节筒2沿母线方向开设有一宽度可调节的通槽21，使调节筒2的横截面为“C”形。所述的调节筒2的上端部外侧包括一凸缘，凸缘在通槽21的一侧平面上设置螺孔，另一侧平面设置锁紧孔22，所述的锁紧孔22上设置有一螺钉，所述的螺钉与所述的螺孔螺纹连接，优选地，所述的锁紧孔22为沉孔。所述的通槽21的宽度能够通过旋动所述的螺钉调节。所述的调节筒2具有锁紧状态和回弹状态，当所述的调节筒2位于锁紧状态时，螺钉处于旋紧状态，通槽21宽度减小至使所述的调节筒2与所述的冲击头1之间的缝隙消除；当所述的调节筒2位于回弹状态时，螺钉处于旋松状态，调节筒2的通槽21宽度增大至所述的调节筒2与所述的冲击头1之间形成一能够使所述的调节筒2在底座3上沿轴向移动的缝隙。进行试验时，将底板4固定在冲击、碰撞试验台的砧座上，旋松调节筒2的螺钉，使调节筒2处于回弹状态，旋转调节筒2，使冲击头1露出高度达到设定值，旋紧调节筒2的螺钉，使调节筒2处于锁紧状态，即完成脉冲持续时间的调整。本申请的冲击头1为弹性材料制成，所述的冲击头1包括圆柱体部及位于所述的圆柱体部上侧的圆锥体部，用以产生冲击半正弦波形。
参阅附图2，是现有技术的一种可调半正弦波形发生器的结构示意图。冲击头1放置在底座3的顶面上，为便于更换不同弹性模量的冲击头1，冲击头1与底座3不固定。底座3安装在底板4上。调节筒2下部安装在底板4的内侧面，调节筒2与冲击头1之间为间隙配合，调节筒2可沿轴向在底板4上移动。进行试验时，由于冲击头1与底座3不固定，且冲击头1与调节筒2之间有间隙，使得试验时冲击头1会发生弹跳的现象，使试验指标发生变化，影响试验的重复性。此种可调半正弦波形发生器的结构复杂，加工难度大，成本高。
参阅附图3和4，是本申请一较佳实施例中的一种可调半正弦波形发生器脉冲持续时间调节示意图。根据公式(1)计算出波形发生器的刚度系数k，并根据公式(2)计算出冲击头1露出部分高度x。
式中：x：冲击头1露出部分高度；
E：冲击头1材料的弹性模量；
S：冲击头1横截面面积；
k：波形发生器的刚度系数。
调节调节筒2的高度，使冲击头1露出部分高度为x，锁紧调节筒2，完成波形发生器脉冲持续时间指标的调节。冲击头1露出部分高度范围可从xmax至xmin。
参阅附图5，是本申请一较佳实施例中的一种多点式可调半正弦波形发生器的结构示意图。由于冲击头1材料不易随意改变，其弹性模量一定，因此，仅靠改变冲击头1露出部分高度来调节脉冲持续时间的范围有限，特别是不易得到脉冲持续时间较小的指标。本实施例通过冲击头1并联安装，可提高波形发生器的刚度系数，从而获得较小的脉冲持续时间。脉冲持续时间D可通过式(3)计算得到：
式中：D：脉冲持续时间；
m：试件和台面组件质量之和；
kn：第n个波形发生器的刚度系数；
E：冲击头1材料的弹性模量；
S：冲击头1横截面面积；
Xn：第n个冲击头1露出部分高度。
本实施例中通过设置可锁紧的调节筒2，消除了冲击头1和调节筒2之间的间隙，使冲击头1得以固定，冲击时不会发生弹跳现象，保证了试验指标的稳定性。结构简单，便于加工，成本低。冲击头1的露出高度可连续调节，实现了脉冲持续时间的微调。并通过冲击头1并联使用，能够获得较小的脉冲持续时间，扩大了脉冲持续时间的调整范围，特别适合于配合冲击、碰撞试验台进行各种不同冲击、碰撞指标的试验。
以上所述实施例仅是为充分说明本申请而所举的较佳的实施例，本申请的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本申请基础上所作的等同替代或变换，均在本申请的保护范围之内。本申请的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种半正弦波形发生器，其特征在于，所述的发生器包括底板、固定在底板上的底座、安装在所述的底座上的冲击头、套设在所述的底座和所述的冲击头外侧的能够沿所述的底座上下移动的调节筒。
2.如权利要求1所述的一种半正弦波形发生器，其特征在于，所述的底座为外壁设有螺纹的圆柱形结构，所述的调节筒的内壁设置有与所述的底座外壁的螺纹相配合的螺纹部，所述的调节筒与所述的底座螺纹连接。
3.如权利要求2所述的一种半正弦波形发生器，其特征在于，所述的调节筒的内壁具有螺纹部和非螺纹部，所述的螺纹部位于所述的调节筒内壁的下侧，所述的非螺纹部位于所述的调节筒内壁的上侧。
4.如权利要求1所述的一种半正弦波形发生器，其特征在于，所述的调节筒沿母线方向开设有一宽度可调节的通槽。
5.如权利要求4所述的一种半正弦波形发生器，其特征在于，所述的调节筒的上端部外侧包括一凸缘，凸缘在通槽的一侧平面上设置螺孔，另一侧平面设置锁紧孔，所述的锁紧孔上设置有一螺钉，所述的螺钉与所述的螺孔螺纹连接，所述的通槽的宽度能够通过旋动所述的螺钉调节。
6.如权利要求5所述的一种半正弦波形发生器，其特征在于，所述的调节筒具有锁紧状态和回弹状态，当所述的调节筒位于锁紧状态时，螺钉处于旋紧状态，通槽宽度减小至使所述的调节筒与所述的冲击头之间的缝隙消除；当所述的调节筒位于回弹状态时，螺钉处于旋松状态，调节筒的通槽宽度增大至所述的调节筒与所述的冲击头之间形成一能够使所述的调节筒在底座上沿轴向移动的缝隙。
7.如权利要求1所述的一种半正弦波形发生器，其特征在于，所述的底板上设置有多个通孔，所述的底板与所述的底座通过穿过所述的通孔的螺钉相固定连接，所述的底板上还设置有多个用于将所述的底板固定在试验台砧座上的安装孔。
8.如权利要求1所述的一种半正弦波形发生器，其特征在于，所述的冲击头为弹性材料制成，所述的冲击头包括圆柱体部及位于所述的圆柱体部上侧的圆锥体部。
9.如权利要求6所述的一种半正弦波形发生器，其特征在于，所述的调节筒采用具有弹性的金属材料制成，当所述的调节筒位于回弹状态时，所述的调节筒与所述的冲击头之间缝隙为0.05mm。
10.如权利要求5所述的一种半正弦波形发生器，其特征在于，所述的凸缘外侧设置有滚花。
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