一般情况下,当缓冲器的刚度不变时,摆锤的提升角度增大,产生的冲击量级G也增大;反之,摆锤的提升角度减小,产生的冲击量级G也减小。摆锤提升角度对冲击谱上升段的斜率S和拐点频率f1的影响较小。当摆锤提升角度不变时,缓冲器的刚度减小,则拐点的频率f1减小,斜率S也相应变小,试验量级G也会有小幅度的减小。总之,冲击量级G的调节以调节摆锤提升角度为主,拐点频率f1和斜率S的调节以调节缓冲器刚度为主。实际上,调节任一冲击谱形都需同时调整提升角度和缓冲器刚度。
摆锤冲击试验机的调控具体办法:调试时,任选一种缓冲器,在缓冲器不变的情况下,分别选取大、中、小3种摆锤提升角度,进行多次冲击,比较同一角度下采集到的冲击谱波形,如果获得的冲击谱均在容差带内(容差带一般取±6dB),则认为摆锤在这个角度下的重复性较好。如为摆锤角度在40o时,连续冲击4次所获得的冲击谱曲线均在容差带内,所以此摆冲试验机摆锤角度在40o时有较好的重复性。若大、中、小3种角度下的重复性均满足要求,即可认为这台摆冲试验机的重复性满足使用要求。
摆锤冲击试验机的调控办法预调时,一般选用结构响应特性相似的模拟件或质量模拟块来代替真实产品,其质量以及与冲击台台面的质心相对位置应尽量与真实产品一致。试验前先将模拟件或质量模拟块与夹具的组合体安装在摆冲试验机台面上,进行冲击谱预调试验,通过控制传感器进行冲击谱的测量,得到一个控制谱。假如这个控制谱不理想,可通过调整摆锤提升角度、缓冲器的刚度、组合体的装夹方式等影响因素来反复调试,直到连续两次测得的控制谱满足试验要求为止,就可以进行正式的冲击谱试验。
当成功调试出一种谱形后,要记录下摆锤提升的角度和所用缓冲器的刚度等信息,作为数据库中一种谱形的数据信息。依此类推,每次调试完成后,都���对有关重要信息进行登记记录,日积月累就会形成一套有较高参考价值的摆冲试验机调试数据资料。
当用橡皮作为缓冲器时,一般情况下,橡皮硬则刚度大,橡皮软则刚度小。几块同样软硬的橡皮叠加起来使用时,其总性能是变软,刚度比其中任一块橡皮的刚度都要小;同样软硬的橡皮,厚的刚度比薄的刚度要小。所以冲击谱拐点和斜率的调节过程主要是各种软、硬、薄、厚橡皮的拼凑过程。
除了冲击试验机的摆锤提升角度和缓冲器的刚度对冲击谱形有较大的影响外,试验件的动态特性和装夹方式(包括装夹位置、装夹螺钉数量、螺钉拧紧力矩等等)对冲击谱形也有一定的影响。这些影响因素之间错综复杂,没有一定规律,因此为了保证试验结果满足试验要求,冲击谱试验前应对试验系统进行预调。
结束语通过大量的摆锤冲击试验机的调控办法调试研究,本文总结出了摆冲试验机主要性能指标的摆锤冲击试验机的调控办法和调试规律。研究结果表明,对一个确定的摆冲试验机来说,影响其性能的因素主要有3个:摆锤提升角度;缓冲器的刚度;试验件与夹具组合体的装夹方式。其中前两者对冲击谱形的影响具有一定的规律性。本文介绍的调试方法也可推广应用于其他类似的机械式冲击试验设备,这将有助于更好地开展冲击试验研究工作。