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跌落試驗機方案的確定

發布時間:2014-09-18 16:30????? 瀏覽次數:

 跌落試驗機方案的確定

 方案一:多次跌落試驗機

  多次跌落機的工作原理

該裝置的結構多種多樣,但其基本原理相同,均由機械沖擊臺、驅動電機、控制系統組成(見圖2-1)。用電機驅動具有特定曲面的凸輪旋轉,凸輪推動帶有試件的工作臺面上升,當凸輪轉過最高位置時,工作臺面便自由地跌落在機座砧面上的緩沖墊上,從而產生方向朝上的加速度。假定基座相對工作臺面的質量為無窮大,則工作臺面與緩沖墊碰撞時的運動微分方程為:
                  多次跌落機               (2-1)
或者
               多次跌落機             (2-2)
式中 C- 阻尼系數
      相對阻尼系數,多次跌落機
     k- 緩沖墊的彈性剛度
     系統的固有圓頻率,系統的固有圓頻
     加速度的持續時間
     M-工作臺面的質量
工作臺面的質量 
圖2-1 凸輪式跌落沖擊臺結構示意圖
 
因為空氣阻尼很小,可以忽略,故式
(2-2)簡化為:           
                    (2-2)簡化為                  (2-2')
解此方程并考慮到初始條件:當t=0時,x=0,(2-2')(H1為工作臺面首次跌落高度),(見圖2-2),可求得首峰加速度的幅值為:
                       (2-2')              (2-3')
而加速度持續時間為:
                    而加速度持續時間為            (2-4)
當首峰加速度大于10g時,式(3)、式(4)近似為:
                          式(4)近似為                    (2-3')
                          近似為                     (2-4')
 
圖2-2 沖擊臺原理圖
 
首峰加速度結束后,工作臺面仍有較大的反彈速度,還能連續進行多次持續時間相同而加速度幅值遞減的次沖擊過程。由常系數微分方程的線性原理,同樣可求得次沖擊的加速度幅值為:
            沖擊臺原理圖     (2-5)
式中e——緩沖墊的恢復系數
各次沖擊的加速度持續時間為:
                 沖擊的加速度持續時間為        (2-6)
式(2-6)的首項比第二項小得多,實際證實變化很小,所以各次沖擊的加速度
持續時間基本相同,可由式(2-4')表示,即
從某沖擊起始時刻到相鄰下個次沖擊的起始時刻的時間稱為脈沖時間間隔,其值為:
                            其值為               (2-7)
從首次沖擊開始時刻到末個次沖擊結束時刻的時間稱為單次循環沖擊時間,其值為:
                       沖擊開始時刻                  (2-8)

2.1.2 多次跌落機的意義

凸輪式跌落沖擊臺是一種連續多次的機械沖擊裝置,廣泛地用于各種材料、結構、元器件、傳感器、儀器儀表、機電設備、家用電器及其零部件的強度和壽命試驗,有時還進行產品工作參數模擬測試。

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