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重復性跌落試驗機的工作原理以及結構設計

發布時間:2014-09-14 09:04????? 瀏覽次數:

 重復性跌落試驗機的工作原理以及結構設計

 1 試驗機的工作原理

試驗機的工作原理 
圖 3-1 試驗機沖擊示意圖
 
如圖3-1所示裝置模擬的是電子產品在使用或運輸過程中最常見的撞擊方式——跌落式。跌落式沖擊試驗機的原理就是將電子產品位置上升到指定的高度后,然后自由釋放,試件便沿著軌道或者自由下落,與底部的測試臺相碰撞,由于測試臺與試件的反作用作用,受到一個瞬間撞擊力,并使試件產生方向朝上的沖擊加速度。
其運動方程為:
                                 (3-1)
或者
                          (3-2)
式中: M為試件和跌落臺的總質量;
C為粘性阻尼系數;
β為相對阻尼系數,;
k為碰撞平臺的剛度;
為系統的固有頻率,,
一般測試臺的阻尼系數很小,一般來講β≈0,所以方程簡化為
                                        (3-2')
根據初始條件:當t=0時,。
計算出: 
                       (3-3)
沖擊加速度的幅值為:
                                        (3-4)
即沖擊加速度與試件的跌落高度、碰撞平臺的剛度及試件與沖擊臺的總重量有關。但當跌落的高度較大時,g(重力加速度)與沖擊加速度相比可以忽略不計,因此式(3-4)可以簡化為:
                                                (3-5)
由于試件完成了首次沖擊后仍有較大的反彈速度,故它在重力的作用下還能進行數次幅值遞減的沖擊過程。按照先后次序分別稱為2次、3次… 次沖擊,第2次以后的各次沖擊稱為次沖擊。次沖擊的次數、各次沖擊的加速度幅值及相鄰兩脈沖的時間間隔長短取決于試件設定的下落高度H和測試臺的恢復系數。試件的各次反彈高度可分別記為: 
                       (3-6)
因此由式(3-4)可求得出各次沖擊加速度幅值為: 
                                       (3-7)
式中:e——緩沖材料的恢復系數。 
以上各式可以得知,只要在試驗前設定好落下的高度、測試臺材料類型和試件的質量,就可以對加速度進行預控制。 

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