CN117968999A - 冲击机械应力加载系统及试验方法 - Google Patents

Abstract

一种冲击机械应力加载系统及试验方法，系统中，实验桌支承于地面；电动推杆固定于实验桌，电机安装于支撑板上，电机设有通过改变电压实现转速控制的电机转速调节旋钮，推杆竖直地可移动连接于支撑板，推杆经由传动轴驱动以垂直地伸缩移动；力锤安装于推杆的底端以随推杆垂直地伸缩移动，采集卡连接力锤以采集冲击机械应力，电脑连接采集卡以存储和处理冲击机械应力；薄膜电容器设于力锤下方且经由力锤试验以加载冲击机械应力，电桥连接薄膜电容器以测量试验前后薄膜电容器的电容值。

Description

冲击机械应力加载系统及试验方法

技术领域

本发明属于有载分接开关技术领域，特别是冲击机械应力加载系统及试验方法。

背景技术

MV级模拟器中所使用的薄膜电容器对其输出波形的稳定起着至关重要的作用，但针对机械应力对薄膜电容器的影响研究较少，容值变化规律尚未明了。而实验室中常用来提供机械应力的小型振动台台面较小，大体积的薄膜电容器难以稳定固定，存在安全隐患，大型振动测试台价格高昂，并且振动台无法提供局部的冲击机械应力。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了冲击机械应力加载系统及试验方法，易固定且通用性强，能够获得冲击机械应力和电容值的准确关系。

本发明采用如下技术方案：冲击机械应力加载系统包括，

实验桌，其支承于地面；

电动推杆，其固定于实验桌，所述电动推杆包括，

支撑板，其竖直固定于实验桌上，

电机，其安装于所述支撑板上，所述电机设有通过改变电压实现转速控制的电机转速调节旋钮，

传动轴，其安装于所述支撑板上且传动连接所述电机，

推杆，其竖直地可移动连接于所述支撑板，所述推杆经由传动轴驱动以垂直地伸缩移动；

振动加速度测量系统，其包括

力锤，其安装于所述推杆的底端以随推杆垂直地伸缩移动，

采集卡，其连接所述力锤以采集冲击机械应力，

电脑，其连接所述采集卡以存储和处理所述冲击机械应力；

电容器容值测量系统，其包括，

薄膜电容器，其设于力锤下方且经由所述力锤试验以加载冲击机械应力，

电桥，其连接所述薄膜电容器以测量试验前后薄膜电容器的电容值。

所述的冲击机械应力加载系统中，所述电桥连接所述电脑，所述电脑关联所述冲击机械应力和所述电容值。

所述的冲击机械应力加载系统中，所述电脑生成所述电容值随冲击机械应力大小和作用时间关系。

所述的冲击机械应力加载系统中，所述实验桌具有水平的桌面。

所述的冲击机械应力加载系统中，所述冲击机械应力大小通过所述电机转速旋钮调节。

所述的冲击机械应力加载系统中，推杆底端螺纹连接力锤。

所述的冲击机械应力加载系统中，所述支撑板为具有两个相邻的直板，所述直板垂直地粘接固定于实验桌。

所述的冲击机械应力加载系统中，所述支撑板经由双面胶粘接固定于实验桌。

所述的冲击机械应力加载系统中，传动轴经由凸轮驱动推杆上下伸缩移动。

所述的冲击机械应力加载系统的试验方法包括以下步骤，

力锤悬空，将薄膜电容器放置于力锤下方，

电动推杆带动力锤在垂直于地面的方向运动以施加对薄膜电容器的冲击机械应力，冲击机械应力大小通过控制电动推杆的电机转速旋钮调节转速而实现，

电容器容值测量系统测量冲击机械应力前后的薄膜电容器容值，生成所述电容值随冲击机械应力大小和作用时间关系。

和现有技术相比，本发明具有以下优点：

冲击机械应力加载系统易固定，通用性强，冲击机械应力大小调整简单。实验室中，常使用振动台为电气设备提供机械应力，对于体积较小，底面易固定的设备比较适用。但对于大体积的薄膜电容器而言，很难做到稳定固定。薄膜电容器固定不稳有安全隐患，而大型振动测试台价格高昂且需要长期的维护，并不是最优解。并且，振动测试台无法为被试样品提供冲击机械应力。本冲击机械应力加载系统使用电动推杆配合力锤即可为电气设备提供冲击机械应力，成本较低；通过推杆两端不同规格的螺纹即可实现推杆和力锤的紧密连接，使用双面胶即可将整体结构牢固的固定在桌面上悬空一定高度，试验样品正常置于地上即可实现冲击机械应力的施加，容易固定；对于不同高度的电气设备根据其高度制作适合长度的推杆即可，通用性强；机械应力大小通过调整转速即电压旋钮即可调整，电压调整简单。

附图说明

附图示出了本发明的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本发明的原理，其中包括了这些附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是本发明一个实施例的结构示意图；

图2是本发明的电动推杆的结构示意图；

图3是本发明的振动加速度测量系统的结构示意图；

图4是本发明的电容器容值测量系统的结构示意图；

图5是本发明一个实施例的容值随冲击机械应力大小(施加电压大小)和作用时间关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明的技术方案。

除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本发明的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本发明的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。

在附图中可能使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的步骤顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。

当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。

为了描述性目的，本发明可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”和“侧(例如，如在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。

这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。

参见图1至图5，在一个实施例中，本发明所述的冲击机械应力加载系统包括，

实验桌A，其支承于地面；

电动推杆B，其固定于实验桌A，所述电动推杆B包括，

支撑板3，其竖直固定于实验桌A上，

电机2，其安装于所述支撑板3上，所述电机2设有通过改变电压实现转速控制的电机2转速调节旋钮1，

传动轴4，其安装于所述支撑板3上且传动连接所述电机2，

推杆5，其竖直地可移动连接于所述支撑板3，所述推杆5经由传动轴4驱动以垂直地伸缩移动；

振动加速度测量系统C，其包括

力锤6，其安装于所述推杆5的底端以随推杆5垂直地伸缩移动，

采集卡7，其连接所述力锤6以采集冲击机械应力，

电脑8，其连接所述采集卡7以存储和处理所述冲击机械应力；

电容器容值测量系统D，其包括，

薄膜电容器9，其设于力锤6下方且经由所述力锤6试验以加载冲击机械应力，

电桥10，其连接所述薄膜电容器9以测量试验前后薄膜电容器9的电容值。

所述的冲击机械应力加载系统的优选实施例中，所述电桥10连接所述电脑8，所述电脑8关联所述冲击机械应力和所述电容值。

所述的冲击机械应力加载系统的优选实施例中，所述电脑8生成所述电容值随冲击机械应力大小和作用时间关系。

所述的冲击机械应力加载系统的优选实施例中，所述实验桌A具有水平的桌面。

所述的冲击机械应力加载系统的优选实施例中，所述冲击机械应力大小通过所述电机2转速旋钮1调节。

所述的冲击机械应力加载系统的优选实施例中，推杆5底端螺纹连接力锤6。

所述的冲击机械应力加载系统的优选实施例中，所述支撑板3为具有两个相邻的直板，所述直板垂直地粘接固定于实验桌A。

所述的冲击机械应力加载系统的优选实施例中，所述支撑板3经由双面胶粘接固定于实验桌A。

所述的冲击机械应力加载系统的优选实施例中，传动轴4经由凸轮驱动推杆5上下伸缩移动。

在一个实施例中，推杆5两端的螺纹将推杆5加装进传动轴4，并实现力锤6的加装。

通过改变推杆5的长度，可适用于不同高度的电气设备，通用性强。由于推杆5的质量分布，即使加装力锤6后，只需通过双面胶将电动推杆B两侧支撑板3底面与桌面粘连，就能实现电动推杆B的可靠固定。多次试验证明了电动推杆B固定的可靠性。

冲击机械应力加载系统的试验方法包括以下步骤，

力锤6悬空，将薄膜电容器9放置于力锤6下方，

电动推杆B带动力锤6在垂直于地面的方向运动以施加对薄膜电容器9的冲击机械应力，冲击机械应力大小通过控制电动推杆B的电机2转速旋钮1调节转速而实现，

电容器容值测量系统D测量冲击机械应力前后的薄膜电容器9容值，生成所述电容值随冲击机械应力大小和作用时间关系。

在一个实施例中，试验所得薄膜电容器9容值随冲击机械应力大小(施加电压大小)和作用时间关系如图5所示。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本发明，而并非是对本发明的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种冲击机械应力加载系统，其特征在于，其包括，

实验桌，其支承于地面；

电动推杆，其固定于实验桌，所述电动推杆包括，

支撑板，其竖直固定于实验桌上，

电机，其安装于所述支撑板上，所述电机设有通过改变电压实现转速控制的电机转速调节旋钮，

传动轴，其安装于所述支撑板上且传动连接所述电机，

推杆，其竖直地可移动连接于所述支撑板，所述推杆经由传动轴驱动以垂直地伸缩移动；

振动加速度测量系统，其包括

力锤，其安装于所述推杆的底端以随推杆垂直地伸缩移动，

采集卡，其连接所述力锤以采集冲击机械应力，

电脑，其连接所述采集卡以存储和处理所述冲击机械应力；

电容器容值测量系统，其包括，

薄膜电容器，其设于力锤下方且经由所述力锤试验以加载冲击机械应力，

电桥，其连接所述薄膜电容器以测量试验前后薄膜电容器的电容值。

2.根据权利要求1所述的冲击机械应力加载系统，其特征在于，优选的，所述电桥连接所述电脑，所述电脑关联所述冲击机械应力和所述电容值。

3.根据权利要求2所述的冲击机械应力加载系统，其特征在于，所述电脑生成所述电容值随冲击机械应力大小和作用时间关系。

4.根据权利要求1所述的冲击机械应力加载系统，其特征在于，所述实验桌具有水平的桌面。

5.根据权利要求1所述的冲击机械应力加载系统，其特征在于，所述冲击机械应力大小通过所述电机转速旋钮调节。

6.根据权利要求1所述的冲击机械应力加载系统，其特征在于，推杆底端螺纹连接力锤。

7.根据权利要求1所述的冲击机械应力加载系统，其特征在于，所述支撑板为具有两个相邻的直板，所述直板垂直地粘接固定于实验桌。

8.根据权利要求1所述的冲击机械应力加载系统，其特征在于，所述支撑板经由双面胶粘接固定于实验桌。

9.根据权利要求1所述的冲击机械应力加载系统，其特征在于，传动轴经由凸轮驱动推杆上下伸缩移动。