冲击响应

一、引言在材料科学领域，特别是在复合膜材料的性能测试中，冲击试验是评估材料抗冲击性能的重要手段。然而，对于复合膜这类特殊的材料，为何选择摆锤冲击试验机而非落镖冲击试验机，这背后有着一系列的科学依据和实际应用考量。二、摆锤冲击试验机与落镖冲击试验机的区别首先，我们需要了解摆锤冲击试验机和落镖冲击试验机的基本工作原理和区别。摆锤冲击试验机是通过释放预先设定高度的摆锤，使其自由下落并撞击试样，通过测量摆锤回弹的高度或试样破坏程度来评估材料的抗冲击性能。而落镖冲击试验机则是利用重力使落镖自由下落，通过调整落镖的质量和下落高度来模拟不同冲击能量，从而测试材料的抗冲击性能。三、复合膜的特性及其对冲击试验的需求复合膜是由两种或两种以上不同材料通过特定工艺复合而成的薄膜材料，具有优异的物理、化学和机械性能。由于其独特的结构和应用环境，复合膜对冲击试验有着特殊的需求。一方面，复合膜在实际使用中可能会遭受到来自各个方向的冲击，因此需要对其进行全方位的冲击性能测试；另一方面，复合膜的材料组成和结构特点决定了其对冲击能量的响应方式，需要采用能够准确模拟实际冲击情况的试验设备。四、摆锤冲击试验机在复合膜测试中的优势全方位冲击模拟：摆锤冲击试验机可以通过调整摆锤的释放角度和高度，实现不同方向和能量的冲击模拟，从而全面评估复合膜的抗冲击性能。高精度测量：摆锤冲击试验机采用高精度的传感器和控制系统，能够准确测量摆锤的回弹高度和试样的破坏程度，为复合膜的性能评估提供可靠的数据支持。可重复性高：摆锤冲击试验机的操作过程简单、稳定，试验结果的可重复性高，有利于对复合膜的性能进行准确、可靠的评估。五、落镖冲击试验机在复合膜测试中的局限性相比之下，落镖冲击试验机在复合膜测试中存在一定的局限性。首先，落镖冲击试验机主要模拟的是垂直向下的冲击情况，无法全面评估复合膜在多个方向上的抗冲击性能。其次，落镖冲击试验机的冲击能量调节范围有限，可能无法准确模拟复合膜在实际使用中遭受到的各种冲击情况。最后，落镖冲击试验机的操作过程相对复杂，试验结果的可重复性较低，不利于对复合膜的性能进行准确、可靠的评估。六、结论综上所述，摆锤冲击试验机在复合膜测试中具有明显的优势，能够全面、准确地评估复合膜的抗冲击性能。因此，在复合膜材料的性能测试中，摆锤冲击试验机是更为合适的选择。当然，在实际应用中，我们还需要根据具体的测试需求和环境条件来选择合适的试验设备和方法，以确保测试结果的准确性和可靠性。

冲击是指在极其短暂的时间内给产品施加一个高量级的外力脉冲，从而评估其在储存、运输、使用的寿命周期内对冲击环境的适应性和耐受程度。冲击试验有很多种，自由跌落、翻转、抛摔、拍击、撞击、弹道冲击、爆炸冲击等等。 一般常见的冲击试验有三种：经典波形冲击、冲击响应谱、瞬态冲击脉冲波形（实测波形）。1 经典波形冲击半正弦波（halfsine wave）、半正矢波形（haversine wave）、梯形波（trapezoidal wave）、锯齿波（sawtooth wave）、三角波（triangle wave）。试验1：正弦半波 加速度10G 脉宽20msec正方向3次 反方向3次 三个方向（X、Y、Z）冲击　试验2：后锯齿波 加速度5G 脉宽15msec正方向5次 三方向（X、Y、Z）冲击试验3：梯形波 加速度50G 脉宽8.4msec正反方向各5次 三方向（X、Y、Z）冲击试验条件内容相对比较简单，需要注意的地方是，必须注意控制波形在容差带内，实在不行的情况下，上升沿波形必须在容差带内。另外，还有一个前补偿和后补偿的概念，即下图所示中的B1和B2，一般振动控制仪中的默认值为A的10%。当位移量不够用的时候，可以适当调整前后补偿，改变最大位移量。2 冲击响应谱（SRS，Shock Response Spectrum）经典波形冲击试验由于没有考虑机构对冲击的响应，在实际环境中还是有损坏的情况发生，已经不能满足试验的要求。于是，冲击响应谱概念便被提出，指在冲击激励函数的作用下，一系列单自由度振动系统的最大（加速度、速度、位移）响应值随系统的固有频率而变化的图谱。提供的是一个产品和它的组成部分对一个给定的输入脉冲响应的估计方法，具有更加真实的环境模拟效果。冲击响应谱控制技术通常用来模拟复杂振动环境如地震和爆炸冲击。它是描述瞬态波形对结构的潜在损伤程度。试验参考谱即冲击响应谱，通过冲击响应谱合成出时域波形，时域波形由用户指定阻尼的正弦或半正弦波合成，从而驱动振动台振动。能实现冲击响应谱的试验设备有很多，在爆炸冲击中应用最为广泛。随着电动式振动台控制技术的发展，在振动台上己经实现了模拟低幅值的复杂冲击环境的冲击谱的能力，如冲击响应谱控制中的小波综合及正弦衰减模拟方式等等。电动振动台操作成本低、可控性高等优点，但它们的幅值、频谱范围(3 kH z以下)和方向受到限制。试验1：目标SRS：SRS分析条件：采样频率8192Hz数据点数：4096点波形合成条件：变谐正弦波控制条件：线数800冲击方向：X、Y、Z，每方向三次。试验2：频率范围：5-100Hz：响应谱5-30g100-5000Hz:响应谱30g冲击方向：X、Y、Z，每方向三次。3 瞬态冲击脉冲波形（短时实测波形）通过实时主动控制来完成，包含了导入瞬态数据，数据编辑，在振动台上复现波形数据的过程。比如地震再现等试验。在利用振动台进行试验的时候，需要注意动圈位移和功放额定功率的限制，必要的时候可以通过数据编辑改变量级，以便有效地实现试验的动态特性。试验1：下图，从某国家地震网站上下载的csv地震文件，通过数据编辑（单位和采样频率指定、过滤处理、首尾数据处理、频率变换、数值间演算、数据点数变更、补偿波附加等过程）后得到的一个方向上的地震波波形。总结：冲击环境是振动的一种非稳态、持续时间相对较短的机械瞬态振动。个人认为，冲击试验是电动式振动台能实现的试验中，最难的试验，不能理解概念的话，就不能更好的操作控制软件，也就不能得到良好的试验结果。可能是个人所涉及的冲击试验经验比较少，也有可能造成冲击的原因很多且各不相同，对产品造成的效应也不相同。由于冲击情况复杂性，很难归类。备注：图片和部分文字等来源于网络，如有侵权，请联系作者本人。

小编整理了2023年10月热度榜单，收录了10月的热门冲击台产品，供有采购此类仪器的用户参考。TOP1、和晟 HS-SS-1A 耐碎石冲击试验机品牌型号：HS-SS-1A价格：5万 - 10万生产商：上海和晟仪器有限公司产品介绍：试样说明本试验设备禁止： 易燃、爆炸、易挥发性物质试样的试验及储存 腐蚀性物质试样的试验及储存 生物试样的试验或储存 流体的试验或储存设备特点设备由：射枪组建、碰撞箱体、样品装置夹具、进料漏斗装置（含振动器）、电控系统、空压机（可选）组成。每个部分属于标准件 可组合拼装搭配使用 快速装卸 方便实用 可满足所有主要的汽车材质剥落测试。性能环境温度为5～35℃、相对湿度≤ 85%RH、试验箱有试样 SAE J400 汽车表面涂层的抗碎石测试ISO 20567 --1《色漆和清漆 涂层的耐石击性的测定 第1部分：多次冲击试验DIN 55996-1:2001《涂层材料的碎石冲击强度检验第1部分：多重冲击试验》ASTM D3170-03(2007)GME 60268-96GMW14700GM9508PMGR ES30.AD.149ISO 20567-1-2005NES M0007 Section 28DIN EN ISO20567-1-2007FLTM BI 157-06本特性规定了为了保护车轴免于由于抛射物，例如砂石路基，冲击损坏的涂层的防护能力。本特性是适用于类别 1。4.1.4.2 应获得的特性参数在进行完 4.1.4.4规定的试验后，涂层上不应发现孔洞，也不应有任何与试验样件表面有变化的情况。4.1.4.3 试验样件试验样件应为车轴或一个覆盖有需要对其进行评估涂层的局部车轴。4.1.4.4 试验方法应根据附录 C（标准本）利用向受保护表面发射抛射物的方法来测试试验样件。4.1.5 抗飞砂性4.1.5.1 概述本特性规定了为了保护车轴免于由于重复砂粒或飞砂冲击损坏的涂层的防护能力。4.1.5.2 应获得的特性参数在进行 4.1.5.4规定的试验后，涂层表面应符合：对于类别 1和类别 2保护，涂层损失等级为 3，对于类别 3保护，涂层损失等级为 4。如附录 D（标准本）说明。4.1.5.3 试验样件试验样件应为车轴或一个覆盖有需要对其进行评估涂层的局部车轴。4.1.5.4 试验方法在附录 D（标准本）中给出了评估抗飞砂冲击能力的方法。附录 C (标准本)涂层抗冲击性能的评估方法C.1 原理试验方法是向受保护表面发射抛射物，然后研究涂层的变化以及试验样件表面的变化。C.2 试验样片试验样件应为一个覆盖有涂层的车轴或代表成品件的有涂层防护的部分车轴。C.3 设备该设备是一台可以发射经过处理的抛射物的机器（抛射物的直径为 :32mm，顶角为 :105°，质量为:60g）。它的维氏硬度值应为 400。C.4 程序通过压力为 8巴的一定容积压缩空气的膨胀来发射，以保证出口速度为 19.4m/s。抗冲击性能在－25°C和环境温度条件下进行评估。C.5 试验结果的表示方法在进行冲击后，应用肉眼检查涂层表面，一旦将该涂层去除后，同样检查试验样件的外表面。根据本标准给出的评估标准对表面变化进行记录和比较。厂商简介：上海和晟仪器科技有限公司创建于2006年，注册资金600W人民币，是试验机、环境类仪器、热分析仪设备制造生产商。公司集研发、生产、销售和服务四位一体,专业提供材料检测、结构试验和成品试验的实验室综合解决方案供应商。TOP2、Delta电池加速度冲击测试台品牌型号：DELTA-gs001价格：2万 - 5万生产商：东莞市高升电子精密科技有限公司产品介绍：高加速度冲击试验台能满足国际GB/2423.5-1995电工电子产品环境试验第二部分：试验方法，试验Ea和导则：冲击的要求。用于检测产品运输或使用期间承受的冲击破坏的能力，以此来评定产品结构的抗冲击能力，并通过试验数据，优化产品结构强度，提高产品质量。主要技术参数：冲击机主要参数工作平台700mm×800mm最大负载100Kg （其他规格可定制）峰值加速度（最大冲击加速度）半正弦波 30--600G后峰锯齿波：30—100G 可选购方波 30-120G 可选购脉冲持续时间半正弦：1---30 ms后峰锯齿波：6—18ms 可选购方波 6—18ms 可选购加速度允差≤10%内速度变化量≤10%内台面横向比≤10%内设备尺寸1300×1200×2650mm设备总量1800 kg测量系统输入通道2通道采样频率500KHz脉冲持续时间1—100ms最大加速度5000G通讯接口USB2.0电压范围-10VPEAK~+10 VPEAK支持标准国标，国军标，ISO，MIL-STD-810, 用户自定义操作系统Microsoft Windows 2000/XP/7分析功能冲击测量分析、冲击响应谱分析、脉冲分析、冲击损坏边界分析、辅助的力变形、冲击响应时域计算、FFT分析等系統加速度传感器品牌B&W型號22100输出方式电荷式灵敏度3.93pC/g频率范围0.5---12KHz加速度范围±2500G工作环境-40~+160℃其他说明电源AC3相380V±10％5KVA压缩空气0.5-0.8Mpa温度RT～40℃湿度25℃＜85RH％安全性平均无故障率≥5000小时；半正弦波形发生器连续使用不小于8000次,在干净、常温环境下的存储时间不小于5年适用标准GB2423.5、GJB150.18、GJB360.23、IEC68-2-27、 MIL—STD202F、MIL-STD810B、GB/T18287等检定标准JG541-2005设备特点：1、采用液压提升，高压油液制动的自由跌落式冲击机；2、采用气液增压、强力摩擦抱闸防二次冲击制动功能；3、冲击测量仪：单通道数据采集，可以同时进行两个通道的加速度数据测量、存储、报表打印、数据回调、 数据库管理等功能；4、采用橡胶模块，产生广范的任意作用时间之半正弦波脉冲；5、可做电池、电池组、电子电器产品一斤包装箱的等效落下试验。符合标准：符合MIL-STD-810，GJB-150-18-86，IEC68-2-27、GB31241等标准，DELL标准；最高采样频率可达500KHz ；最大测试加速度50,000gn；最小测试脉宽1ms；多帧波形记录与回放 ；支持内、外部触发 。厂商简介：东莞市高升电子精密科技有限公司位于东莞市大朗镇创意产业园内，旗下品牌Delta德尔塔仪器是一家专注于新能源、电子、电器、电力、电梯领域实验室设备/智能装备设计研发、生产制造、计量校准、检测认证、实验室辅导/规划为一体的智能科技型企业。公司成立之初便以“精准、标准、可靠、服务、创新、智造”六要素为核心理念，以“创新求发展，服务求信誉，聚焦做精品”为公司宗旨。专业为客户提供实验室整体解决方案：从实验室的前期规划与方案设计→实验室整体配套系统的施工、安装、调试→实验室分析/测试仪器的选型、安装调试、培训→实验室的维护、维修、零配件供应的整体解决方案。Delta德尔塔仪器积极引进国际先进技术，坚持自主研发和创新，产品严格遵循IEC/EN/UL/GB/ISO等国际国内标准，致力于为客户提供最具有竞争力的非标自动化试验检测设备及智能系统工程。TOP3、气门冲击台架品牌型号：PLINT TE35价格：50万 - 100万生产商：奥码拓（北京）科技有限公司产品介绍：目前现有的各类实验台架都是用于模拟气门落座的过程，主要类型包括发动机、气缸盖台架以及基于伺服液压驱动的试验机。基于发动机和气缸盖的台架，大多是用标准凸轮轴来实现落座运动的。标准的凸轮轴设计仅提供恒定加速度而不是恒定速度。因此，只能确定位移而不是速度。对于一台普通的试验台架，在所需的频率和振幅下液压装置通常能够产生唯一的正弦运动。因此，设定的速度需要在特定的位移下获得。人们普遍认为，气门落座运动取决于气门撞击气门座的速度。显然，气门的速度在运动周期的任何时间内都与冲击是不相关的。任何设备使用任一恒定加速度型凸轮轴或伺服液压装置都可以产生动力，都要求对气门和气门座的相对位置要非常精确的调整，以便达到所要求的冲击速度。此外，当磨损发生时，冲击速度会随着冲击位置的变化而发生变化。结论就是必须使用匀速凸轮而非恒定加速度凸轮的试验台架，以便当气门与气门座在发生相对运动冲击时速度始终是相同的，而不会产生什么影响。至于驱动器，理论上应该是锯齿形运动，而不是一个正弦运动； 正弦运动是可以在适当的频率下实现。匀速凸轮运动只存在理论上的可能，因为在上止点和下止点方向的变化必然需要无限的加速度。概述TE 35气门冲击试验机使用的凸轮做得是在超过60度情况下匀速旋转运动，在上止点和下止点的任意两侧被设计成变速的。冲击速度随旋转速度变化而变化，TE 35冲击速度在气门运动的重要位置基本保持匀速。厂商简介：奥码拓（北京）科技有限公司 (Advanced Material Technology，简称AMT) 源自欧洲，是一家全球性的技术咨询和先进研发及质量控制设备销售公司。中国区总部位于北京亦庄经济技术开发区，并且在上海设有分部。我们的目标是将欧洲先进的技术以及管理经验带到中国，并向客户提供最有效的解决方案以及优质的产品，来满足和超越客户的要求。我们AMT资深的咨询顾问将确保每一次技术支持都使客户满意。目前AMT提供和引进了许多创新的技术和设备，用于材料表面工程技术的应用。冲击台简介：冲击台也叫冲击试验设备。冲击试验台是一种常见的实验设备，用于模拟各种冲击条件，研究物体在不同冲击力下的性能和稳定性。全自动气压提升冲击测试系统，是一种设计新颖、自动化程度高、操作简单、维护方便的冲击试验设备。用于测量和确定产品或包装的抗冲击性能，考核试品在冲击环境下功能的可靠性和结构的完好性。本冲击台可执行各种常规的经典冲击试验，以实现产品在实际环境中所遭受的冲击波及冲击能量，从而改进系统或优化产品的结构。2023年10月热门冲击台产品就介绍到这里，点击查看更多冲击台产品。