基于加速度測量的儀器化沖擊試驗方法研究.pdf

1、夏比沖擊試驗長期以來被廣泛應(yīng)用于評價材料沖擊韌性的優(yōu)劣，但是傳統(tǒng)沖擊試驗機測定的沖擊功物理意義不明確，不能表征金屬材料的沖擊韌性。儀器化沖擊試驗通過測出試樣在沖擊過程中的載荷歷程，能詳盡地記錄沖擊過程中材料的彈性、塑性變形以及斷裂等動態(tài)變化過程，成為沖擊試驗發(fā)展的新方向。本課題首先在實驗室現(xiàn)有的擺錘式?jīng)_擊試驗機基礎(chǔ)上，采用壓電加速度傳感器，結(jié)合最先進的虛擬儀器技術(shù)，應(yīng)用LabVIEW軟件平臺構(gòu)建一個儀器化沖擊試驗測試系統(tǒng)。其次利用該系統(tǒng)

2、進行沖擊試驗，測出沖擊過程中擺錘的加速度，一方面計算材料的沖擊力.時間等特征曲線，分析擺桿的振動與沖擊能量的轉(zhuǎn)換關(guān)系，研究將加速度傳感器用于儀器化沖擊試驗方法的可行性；另一方面對擺桿的振動進行理論分析，結(jié)合試驗所得加速度數(shù)據(jù)的功率譜密度分析結(jié)果，研究擺桿在試樣沖擊過程的動態(tài)響應(yīng)與材料韌脆性之間的關(guān)系。本課題的研究結(jié)果如下：
　　 (1)采用虛擬儀器的基本思想和LabVIEW的軟件開發(fā)平臺構(gòu)建儀器化沖擊測試系統(tǒng)，簡單快捷、運行可靠

3、，滿足儀器化沖擊試驗方法的要求；
　　 (2)用測得的加速度計算的沖擊功不受擺桿振動的影響，與試驗機表盤讀數(shù)吻合，計算的沖擊力-時間等特征曲線能反映沖擊過程材料的彈性、塑性變形以及斷裂的變化過程，故將加速度傳感器用于儀器化沖擊試驗是可行的；
　　 (3)可以用裂紋擴展功占總沖擊功的百分比γ來衡量材料的韌脆性，γ越大，材料的韌性越好；
　　 (4)擺錘在沖擊載荷下的動態(tài)響應(yīng)是擺桿的各階固有振動疊加的結(jié)果。韌性越好的