垂直式冲击试验台试验分析

在对冲击试验机进行研究与测试的过程中，如何准确地获得冲击过程中冲击力等参数的实时状况，一直是难以解决的问题。对于较为简单的结构，人们常常用解析方法来得到精确的结果。

然而，对于复杂结构，动力响应问题非常难解，而像垂直式冲击试验台这样的复杂结构，其冲击动态响应显然已不可能由解析方法获得，所以数值模拟分析法已成为解决该问题的主要方法。下面，我们来简单了解一下。

垂直式冲击试验台试验分析：

试验设备：环仪仪器 垂直式冲击试验台

试验原理：通过将动力学理论与有限元方法相结合来研究复杂结构的冲击动力学问题。

接触碰撞界面算法：一类是拉格朗日乘子法，另一类是罚函数法。

计算结果与分析：

首先计算的工况为：冲击锤以v = 8m/s的速度撞击冲击台，波形器与冲击锤相距8mm。计算得到接触面冲击力如下图所示，脉宽为0.5ms，冲击锤在t=1ms时与冲击台面发生碰撞，约在t =1.5ms 时分离。图中脉冲形状不太规则是由高频响应造成的。

取冲击锤中心点附近的单元，对其进行z向应力分析。应力变化如下图所示，波形与上图比较一致，但脉冲波形的高频成分比上图更为明显。

分别计算在v=4m/s、v=16m/s情况下的冲击力，将结果与前面的冲击力相比较，如图4所示。由图可以看出，这三种工况下的冲击力波形相似，脉宽都在0.5ms左右，并且冲击力大小与速度值成比例。

根据前面的分析结果，可以看出最大冲击力产生于在1.3ms附近，取t = 1.3ms时的情况进行分析，可以看到应力波正在扩散，而最大应力出现在冲击面，之后的应力最大值逐渐偏移到冲击台的肋板上，这是由冲击台本身的特殊结构所造成的。因此有必要对肋板进行结构和材料的加强。

试验结果：冲击过程中最大应力并不是出现在冲击台接触面上，而是在冲击台的肋板上，有必要对肋板进行结构和材料的加强。