【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于动力学试验设备领域，具体涉及一种大载荷垂直向冲击响应谱试验机。
技术介绍
1、航天器在发射、运行过程中的爆炸冲击环境中，能量在瞬间传递到航天器及其部件上，所造成的位移、速度和加速度的突然变化，可能会使航天器上的仪器设备发生损坏及故障。因此必须对航天产品进行地面爆炸冲击环境模拟试验，以便早期暴露结构、性能缺陷，保证航天器在爆炸冲击环境下的工作可靠性。随着航天产品的大型化、类型复杂化和集成化特点越来越显著，模拟冲击试验设备就需要实现大尺寸、大负载和冲击响应特性大范围可调。
2、传统的模拟冲击试验设备常用的模拟试验方式包括：火工品爆炸、振动台模拟、机械撞击模拟(摆锤式、跌落式、气动式等)。针对航天产品的试验需求，火工品爆炸可控性差、安全性差、试验成本高。振动台模拟较难实现高量级试验，且冲击试验对设备有一定的损伤。摆锤式和跌落式受实现原理及设备尺寸限制，较难实现大能量的激励。同时上述冲击谱模拟设备在试验室条件下实现垂直向大型产品的冲击谱试验有一定难度。
3、气动式冲击设备利用压缩空气瞬间释放膨胀推动冲击头加速撞击响应装置，较短的行程可实现较高的冲击能量，在实现高量级试验条件、大产品装夹上具有一定的优势。国内水平向大载荷冲击谱试验机已有成熟设备，但垂直方向的试验一般通过设计专用翻转夹具或者更换试验设备实现，专用翻转夹具一般为l型或t型夹具，试验过程中将试件固定在夹具上，再将夹具固定在冲击谱机安装台面上，通过翻转夹具实现产品三个方向的冲击试验。大型航天产品结构复杂，翻转夹具通用性差、实验成本高且难以调整
4、综上所述，现有模拟冲击试验设备不能实现大尺寸、大负载和冲击响应特性大范围可调的冲击谱响应试验，不能满足航天发展的需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有模拟冲击试验设备不能实现大尺寸、大负载和冲击响应特性大范围可调的冲击谱响应试验的问题。
2、本专利技术的目的是采取下述技术方案来实现的：
3、一种大载荷垂直向冲击响应谱试验机，所述冲击响应谱试验机包括：用于支撑固定的台体、固定于所述台体顶部的响应装置、与所述台体连接且位于所述响应装置下方的冲击动力机械系统、与所述响应装置连接的数据采集与分析系统、与所述冲击动力机械系统连接的动力控制系统；
4、所述响应装置包括与所述台体连接的碰撞装置、与被测物体接触的响应板、以及固定于所述碰撞装置和响应板之间可调整位置的边界调整装块；
5、所述碰撞装置包括碰撞板和与碰撞板连接的响应调节部件。
6、优选的，所述台体包括与地面固定的基础组件、与基础组件连接的台体框架、以及与所述台体框架连接的夹持组件；
7、所述基础组件包括减振吸能装置；
8、所述夹持组件用于将所述碰撞装置固定于所述台体。
9、优选的，所述冲击动力机械系统包括：与所述台体固定的冲击气缸、固定于所述冲击气缸的动端顶部的活塞冲击头；所述碰撞装置位于所述冲击头的运动行程内。
10、优选的，所述响应调节部件包括：固定于所述台体与所述碰撞板之间的台体波形调节器、以及固定于所述碰撞板下方的锤头波形调节器；通过改变所述台体波形调节器和/或锤头波形调节器以实现不同的冲击响应特性。
11、优选的，所述台体波形调节器或锤头波形调节器的材质包括毛毡、橡胶、纸板、树脂弹性体、层状复合材料其中一种或多种；所述层状复合材料包含所述毛毡、橡胶、纸板、树脂弹性体其中一种或多种。
12、优选的，所述响应板包括多种尺寸规格。
13、优选的，所述冲击响应谱试验机包括多个台体波形调节器，分别设置在油压顶紧缸和碰撞板之间、碰撞板和台体接触面之间，以实现不同支撑边界的刚度和阻尼。
14、优选的，所述碰撞板包括可拆卸的加强梁。
15、优选的，所述冲击头的质量在50kg～125kg之间。
16、优选的，所述响应板、边界调整装块和碰撞板之间通过螺栓连接固定。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
18、本专利技术公开一种大载荷垂直向冲击响应谱试验机，所述冲击响应谱试验机包括：用于支撑固定的台体、固定于所述台体顶部的响应装置、与所述台体连接且位于所述响应装置下方的冲击动力机械系统、与所述响应装置连接的数据采集与分析系统、与所述冲击动力机械系统连接的动力控制系统；所述响应装置包括与所述台体连接的碰撞装置、与被测物体接触的响应板、以及固定于所述碰撞装置和响应板之间可调整位置的边界调整装块；所述碰撞装置包括碰撞板和与碰撞板连接的响应调节部件。本专利技术通过将所述响应装置固定于台体顶部以实现垂直向冲击响应谱试验；通过可调整位置的边界调整装块实现响应装置刚度大范围调节；通过更换不同的所述响应调节部件实现冲击响应特性的大范围调节；进而实现大尺寸、大负载和冲击响应特性大范围可调的冲击谱响应试验，以满足航天发展的大载荷和多样化的试验需求。
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1.一种大载荷垂直向冲击响应谱试验机，其特征在于，所述冲击响应谱试验机包括：用于支撑固定的台体、固定于所述台体顶部的响应装置、与所述台体连接且位于所述响应装置下方的冲击动力机械系统、与所述响应装置连接的数据采集与分析系统、与所述冲击动力机械系统连接的动力控制系统；
2.如权利要求1所述的一种大载荷垂直向冲击响应谱试验机，其特征在于，所述台体包括与地面固定的基础组件、与基础组件连接的台体框架、以及与所述台体框架连接的夹持组件；
3.如权利要求1所述的一种大载荷垂直向冲击响应谱试验机，其特征在于，所述冲击动力机械系统包括：与所述台体固定的冲击气缸、固定于所述冲击气缸的动端顶部的活塞冲击头；所述碰撞装置位于所述冲击头的运动行程内。
4.如权利要求2所述的一种大载荷垂直向冲击响应谱试验机，其特征在于，所述响应调节部件包括：固定于所述台体与所述碰撞板之间的台体波形调节器、以及固定于所述碰撞板下方的锤头波形调节器；通过改变所述台体波形调节器和/或锤头波形调节器以实现不同的冲击响应特性。
5.如权利要求4所述的一种大载荷垂直向冲击响应谱试验机，其
6.如权利要求1所述的一种大载荷垂直向冲击响应谱试验机，其特征在于，所述响应板包括多种尺寸规格。
7.如权利要求4所述的一种大载荷垂直向冲击响应谱试验机，其特征在于，所述冲击响应谱试验机包括多个台体波形调节器，分别设置在油压顶紧缸和碰撞板之间、碰撞板和台体接触面之间，以实现不同支撑边界的刚度和阻尼。
8.如权利要求1所述的一种大载荷垂直向冲击响应谱试验机，其特征在于，所述碰撞板包括可拆卸的加强梁。
9.如权利要求3所述的一种大载荷垂直向冲击响应谱试验机，其特征在于，所述冲击头的质量在50kg～125kg之间。
10.如权利要求1所述的一种大载荷垂直向冲击响应谱试验机，其特征在于，所述响应板、边界调整装块和碰撞板之间通过螺栓连接固定。
...【技术特征摘要】
1.一种大载荷垂直向冲击响应谱试验机，其特征在于，所述冲击响应谱试验机包括：用于支撑固定的台体、固定于所述台体顶部的响应装置、与所述台体连接且位于所述响应装置下方的冲击动力机械系统、与所述响应装置连接的数据采集与分析系统、与所述冲击动力机械系统连接的动力控制系统；
2.如权利要求1所述的一种大载荷垂直向冲击响应谱试验机，其特征在于，所述台体包括与地面固定的基础组件、与基础组件连接的台体框架、以及与所述台体框架连接的夹持组件；
3.如权利要求1所述的一种大载荷垂直向冲击响应谱试验机，其特征在于，所述冲击动力机械系统包括：与所述台体固定的冲击气缸、固定于所述冲击气缸的动端顶部的活塞冲击头；所述碰撞装置位于所述冲击头的运动行程内。
4.如权利要求2所述的一种大载荷垂直向冲击响应谱试验机，其特征在于，所述响应调节部件包括：固定于所述台体与所述碰撞板之间的台体波形调节器、以及固定于所述碰撞板下方的锤头波形调节器；通过改变所述台体波形调节器和/或锤头波形调节器以实现不同的冲击响应特性。
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【专利技术属性】
技术研发人员：彭扬林，董睿，徐波，邹鹏飞，石蒙，赵亚雄，杨勇，许坚，
申请(专利权)人：中国航天员科研训练中心，
类型：发明
国别省市：
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