一种对比金属板材抗撞击性能的试验装置及方法

技术领域

本发明涉及金属板材撞击试验技术领域，特别是涉及一种对比金属板材抗撞击性能的试验装置及方法。

背景技术

抗撞击性能是工业机械尤其是汽车行业常用的评价指标之一，是影响安全的一个重要因素。尤其是在对金属板材力学性能研究的过程中，抗撞击性能的测试更是必不可少。

冲击碰撞作为日常生活和工程应用中一种常见的力学现象，通过冲击碰撞的方式研究金属板材的抗撞击性能是一种有效的研究手段。目前对于金属板材抗撞击性能的研究通常采用的是碰撞试验，但采用碰撞试验的方式投入较高且试验较为繁琐。因此，现有技术中还常采用重物冲击试验的方式测试金属板材的抗撞击性能。其基本原理是利用自由落体的重物对板材样件进行，从而研究板材样件在在冲击载荷作用下的响应。试验时，板材平铺在装置的最下端，然后通过外力控制重物提升，当重物提升至一定高度后，释放重物，重物将在重力的作用下下落，最后撞击在板材的板面上。

但是，上述现有技术中至少存在如下缺陷：现有技术中重物砸落的精度较低，并且重物的先后冲击力度难以保持一致。

发明内容

本申请实施例通过提供一种对比金属板材抗撞击性能的试验装置及方法，以解决现有技术中金属板材抗撞击性能试验时重物砸落精度低，冲击力度不一致的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案，一种对比金属板材抗撞击性能的试验装置及方法，包括底座以及用于撞击试验样件的质量件，底座的两侧竖直固定有支撑管，支撑管的上端通过顶板连接，顶板的下底面设置有固定板，质量件的上方连接有吊环，吊环能够与固定板通过销子固定；顶板与底座之间还设置有两个竖向滑轨，竖向滑轨上设置有导向套，导向套与质量件的两侧相对固定。

质量件上方的吊环能够与固定板通过销子固定，因此能够使质量件先后在同一高度上下落；此外质量件在下落的过程中能够沿竖向滑轨运动，因此在试验过程中不仅能够保持质量件的先后冲击力度一致，而且能够保证质量件的砸落精度，便于被冲击后的试验样件形成对比。

进一步的，顶板的上方设置有滑轮，支撑管的一侧设置有绞盘安装座，绞盘安装座上固定有手摇绞盘；吊环的上方通过吊钩与钢丝绳连接，钢丝绳能够绕过顶板上方的滑轮与手摇绞盘连接；由此，在质量件复位时，可以通过钢丝绳一端的吊钩连接质量件上方的吊环，摇动手摇绞盘使质量件沿竖向滑轨上升，方便操作。

进一步的，底座上固定用于放置试验样件的样件固定座，样件固定座包括两块竖直设置的板，该板的上部均设有沿其宽度方向设置的开槽，开槽能够供试验样件穿过；由此，可以将试验样件放置于开槽内，当试验样件的一侧与开槽的侧边接触时，能够在试验样件的宽度方向上将其定位。

进一步的，底座上设置有至少两组安装孔，安装孔能够与样件固定座的底部固定；由此通过将样件固定座的两个板安装在不同的安装孔上即可实现其间距的调节，进而能够适应不同长度的试验样件。

进一步的，底座的一侧竖直固定有样件限位板，试验样件的一端能够与样件限位板的板面抵接；底座的另一侧固定有防护板，防护板为透明状；由此在质量件撞击试验样件时，既能清楚看到试验过程又能够避免试验样件飞出对人造成伤害。

进一步的，质量件的下端设有刀刃，刀刃的刃口朝向装置的下方；由此能够使试验样件被撞击时产生明显变形。

进一步的，两个竖向滑轨的下端均安装有减震尼龙；由此在质量件滑落当底端时能够避免铁碰铁，实现减震降低噪声的作用。

进一步的，支撑管上标记有高度信息；由此，可以将质量件提升至不同的高度来改变不同的撞击能量。

进一步的，一种对比金属板材抗撞击性能的试验方法，包括以下步骤：

步骤一，从侧面将试验样件放入样件固定座开槽缝隙处，使试验样件长度方向的一端抵接于样件限位板，试验样件长度方向的一侧接触样件固定座上开槽的侧边，以使试验样件处于质量件的正下方；

步骤二，摇动手摇绞盘使质量件提升至需要的高度；

步骤三，通过销子将质量件上的吊环与顶板下底面的固定板固定；

步骤四，将钢丝绳上的吊钩从吊环脱离，然后将销子拔出，使质量件下落撞击试验样件；

步骤五，从侧面将试验样件取出，测量试验样件变形量的大小；

步骤六，更换不同材料相同厚度的试验样件，重复步骤一至步骤五。

通过上述步骤，能够保持质量件的砸落精度，并使质量件对不同试验样件的冲击力度一致，以形成对比。根据变形量的大小便能够对比不同材料相同厚度金属板材的抗撞击性能，变形量小的金属板材抗撞击性能高，变形量大的金属板材抗撞击性能低。

通过以上技术方案可以看出，本发明至少具有如下技术效果或优点：

由于，质量件上方的吊环能够与固定板通过销子固定，因此能够使质量件先后在同一高度上下落；此外质量件在下落的过程中能够沿竖向滑轨运动，因此在试验过程中不仅能够保持质量件的先后冲击力度一致，而且能够保证质量件的砸落精度，便于被冲击后的试验样件形成对比。通过本发明所提供的试验方法，根据试验样件的变形量大小便能够对比不同材料相同厚度金属板材的抗撞击性能，变形量小的金属板材抗撞击性能高，变形量大的金属板材抗撞击性能低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明的侧视图；

图3为本发明的主视图，其中省略了防护板及样件限位板。

附图标记说明：1、滑轮安装座，2、支撑管固定座，3、滑轮，4、绞盘安装座，5、质量件，6、竖向滑轨，7、导向套，8、吊环，9、钢丝绳，10、支撑管，11、底座，12、顶板，13、吊钩，14、手摇绞盘，15、销子，16、防护板，17、滑轨固定座，18、固定板，19、样件固定座，20、样件限位板，21、试验样件，22、减震尼龙。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本专利保护的范围。

一种对比金属板材抗撞击性能的试验装置，包括底座11以及用于撞击试验样件21的质量件5，其中底座11的两侧竖直固定有支撑管10，支撑管10的上下两端均设置有支撑管固定座2，其中，上端的两个支撑管固定座2通过顶板12连接，顶板12的下底面设置有固定板18，固定板18能够将质量件5固定。在一个例子中，将试验样件21放置在底座11的上方，操作人员将质量件5提升至一定高度后与固定板18固定，然后释放质量件5，质量件5将会在重力的作用下朝向底座11下落，然后撞击在底座11上方的试验样件21上。

图1示出了本发明整体的结构示意图，如图中所示，质量件5的上方设置有吊环8，固定板18上设置有通孔，当质量件5提升至装置的上端时，利用销子15可以分别将质量件5与吊环8接通孔贯穿，这样质量件5就能够与固定板18相固定，当销子15被拔出后，质量件5会下落。此外，顶板12与底座11之间还设置有两个竖向滑轨6，竖向滑轨6的上下两端分别通过滑轨固定座17与顶板12及底座11固定，竖向滑轨6上设置有导向套7，导向套7与质量件5的两侧相对固定。由此可以使质量件5在固定的高度下落并沿竖向滑轨6运动，从而保持质量件5的砸落精度及对试验样件21先后的冲击力度一致，便于被冲击后的试验样件21形成对比。

优选地，顶板12的上方设置有滑轮3，支撑管10的一侧设置与绞盘安装座4，绞盘安装座4上固定有手摇绞盘14；吊环8的上方通过吊钩13与钢丝绳9连接，钢丝绳9能够绕过顶板12上方的滑轮3与手摇绞盘14连接。具体的，顶板12的上方安装有至少两个滑轮3，其中一个滑轮3通过滑轮安装座安装在顶板12的中部，另一个滑轮3安装在顶板12的边缘位置，钢丝绳9穿过顶板12后绕过两个滑轮3后缠绕在手摇绞盘14上。由此，在质量件5复位时，可以通过钢丝绳9一端的吊钩13连接质量件5上方的吊环8，摇动手摇绞盘14使质量件5沿竖向滑轨6上升，方便操作。

图2示出了本发明的侧视图，如图中所示，底座11上固定有用于放置试验样件21的样件固定座19，样件固定座19包括两块竖直设置的板，由此在操作的过程中，可以将试验样件21放置于样件固定座19上，当试验样件21受到质量件5的撞击后，样件固定座19能够为质量件5提供向下变形的空间。此外，所述样件固定座19的上还设有开槽，开槽位于板的上部，并沿板的宽度方向延伸。由此，可以将试验样件21放置于开槽内，当试验样件21的一侧与开槽的侧边接触时，能够在试验样件21的宽度方向上将其定位。

如图2所示，底座11的一侧竖直固定有样件限位板20，当试验样件21位于样件固定座19的开槽内时，其长度方向的一端能够抵接在样件限位板20的板面上，由此实现试验样件21的定位。此外，底座11的另一侧固定有防护板16，防护板16可以为透明材质，由此在质量件撞击试验样件21时，既能清楚看到试验过程又能够避免试验样件飞出对人造成伤害。

另一方面，样件固定座19通过安装孔固定在底座11上，为了使样件固定座19中两个板的间距可以调节，所述底座11上可以设置有至少两组安装孔，由此通过将样件固定座19的两个板安装在不同的安装孔上即可实现其间距的调节，进而能够适应不同长度的试验样件21。

质量件5的下端还设有刀刃，刀刃的刃口朝向装置的下方，也就是朝向试验样件21的板面，由此能够使试验样件21被撞击时产生明显变形。两个竖向滑轨6的下端还可以安装减震尼龙22，由此在质量件5滑落当底端时能够避免铁碰铁，实现减震降低噪声的作用。

在其他实施例中，支撑管10上还可以标注有高度信息，由此，可以将质量件5提升至不同的高度来改变不同的撞击能量。此外，质量件5也可以为组装式的结构，其中包括能够更换的配重块，由此可以通过更换配重块来改变对试验样件21的撞击能量。

本发明还公开了一种对比金属板材抗撞击性能的试验方法，其包括以下步骤：步骤一，从侧面将试验样件放入样件固定座19开槽缝隙处，使试验样件长度方向的一端抵接于试验样件限位板20，试验样件长度方向的一侧接触样件固定座19上开槽的侧边，以使试验样件21处于质量件5的正下方；

步骤二，摇动手摇绞盘14使质量件5提升至需要的高度；

步骤三，通过销子15将质量件5上的吊环8与顶板12下底面的固定板18固定；

步骤四，将钢丝绳9上的吊钩13从吊环8脱离，然后将销子15拔出，使质量件5下落撞击试验样件21；

步骤五，从侧面将试验样件21取出，测量试验样件21变形量的大小；

步骤六，更换不同材料相同厚度的试验样件21，重复步骤一至步骤五。

通过上述步骤，能够保持质量件5的砸落精度，并使质量件5对不同试验样件21的冲击力度一致，以形成对比。根据变形量的大小便能够对比不同材料相同厚度金属板材的抗撞击性能，变形量小的金属板材抗撞击性能高，变形量大的金属板材抗撞击性能低。

本发明的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“竖直”、“水平”等（如果存在）指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中的“相连”“连接”应作广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接连接，也可以是通过中间部件间接连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语的具体含义。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖相一致的最宽的范围。