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1、撞擊實驗中瞬間力值檢測方法吳天翔（蘇州動態(tài)力學(xué)研究院，碰撞實驗室，215006，18662247704）概述：撞擊過程包含巨大能量交換,是一個毫秒到秒量級的短時程動態(tài)過程,本質(zhì)上是一個復(fù)雜的沖擊動力學(xué)問題。現(xiàn)有各種規(guī)范中的計算公式都是經(jīng)驗公式,都是基于剛體或彈性體整體碰撞的簡單理論,用于解析動態(tài)力學(xué)過程是不合適的。該文通過沖擊動力學(xué)理論,把力傳感器和現(xiàn)代數(shù)字測量技術(shù)結(jié)合起來，采用高精度力傳感器和現(xiàn)代的告訴采集系統(tǒng)，以及相關(guān)的專業(yè)軟件實現(xiàn)對沖擊力的整個過程的監(jiān)測和測量。AbstractEnergyexchangeprocessinvolvesahugeimp
2、act,isanorderofmillisecondstosecondsshortdurationdynamicprocess,inessence,isacompleximpactdynamicsproblems.Variousexistingformulainthespecificationareempiricalformulasarebasedonrigidorelasticbodyasawholeissimplecollisiontheoryofdynamicmechanicalprocessesforparsingisinappropriate.I
3、nthispaper,throughtheimpactdynamicstheory,theforcesensorandmoderndigitalmeasurementtechniquescombinedwithmodernhigh-precisionforcesensortellsacquisitionsystem,aswellasrelatedprofessionalsoftwaretorealizetheimpactofthewholeprocessofmonitoringandmeasurement.關(guān)鍵詞：碰撞力、撞擊力、碰撞試驗、撞擊實驗、自由落
4、體KeywordsCollisionForce,TheForceOfImpact,CrashTest,ImpactTest,FreeFall撞擊力測試所面臨的問題碰撞力是人們期待解決，而又至今尚未完全解決的問題，主要原因是在碰撞過程中相碰物體在碰撞力作用下的變化，既有形態(tài)方面的變化，又有運動狀態(tài)方面的變化。在常規(guī)的分析過程中我們普遍應(yīng)用能量守恒定律和動量定理這兩大定律來對碰撞過程進行分析，但是在實際的分析過程中還是有較大弊端的。運用能量守恒定律分析，主要是先計算出兩個物體碰撞之前各自所具有的動能，碰撞以后兩個碰撞物還會具有一定的動能，但是一部分能量會在碰撞
5、的過程中轉(zhuǎn)換為內(nèi)能（例如撞擊后撞擊點的溫度會發(fā)生變化），而且碰撞物體本身會具有一定的彈性，所以在碰撞的時候一部分動能會轉(zhuǎn)換成撞擊物形變所含有的彈性勢能。在撞擊、碰撞的過程中能量的轉(zhuǎn)移是比較多的，包括動能、勢能、內(nèi)能等，而且這些數(shù)據(jù)都是比較難以測量的，因此僅僅從能量守恒定律方面來分析裝機過程是比較困難的。動力學(xué)的普遍定理之一。內(nèi)容為物體動量的增量等于它所受合外力的沖量即Ft=Δvm，或所有外力的沖量的矢量和。如果一個系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零，那么這個系統(tǒng)的總動量保持不變，這個結(jié)論叫做動量守恒定律。動量守恒定律是自然界中最重要最普遍的守恒定律之一，它
6、既適用于宏觀物體，也適用于微觀粒子；既適用于低速運動物體，也適用于高速運動物體，它是一個實驗規(guī)律，也可用牛頓第二定律和動能定理推導(dǎo)出來。運用動量定理對撞擊、碰撞過程進行分析是比較合理的。將撞擊的兩個物體看作為同一個系統(tǒng)，兩個撞擊物雖然發(fā)生碰撞現(xiàn)象但是整個系統(tǒng)所受外力沖量的矢量和是為零的。但是在實際的應(yīng)用中運用動量定理有一定的難度，主要是因為在碰撞前的一瞬間的速度和碰撞后的速度難以測量，常見的方法是通過高速相機拍照通過v=s/t來算出速度。但是通過動量守恒定律只能計算出碰撞過程中每個碰撞物體所受的沖量和平均受力，計算不出碰撞過程中撞擊力的變化過程，因此還是具
7、有一定局限性的。實驗裝置模型1、系統(tǒng)組成名稱功能用途1沖擊力傳感器將力值轉(zhuǎn)換成電信號把力值轉(zhuǎn)換成便于測量和分析的電信號2信號調(diào)理器將傳感器輸出的微小電信號放大成標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號用于信號調(diào)理，使輸出信號更加方便測量分析3信號采集器將模擬量信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號把力傳感器采集來的力值從電信號轉(zhuǎn)換為計算機可以處理的數(shù)據(jù)4力值分析軟件數(shù)據(jù)采集和分析將力傳感器的受理過程進行采集、監(jiān)控、分析2、原理闡述 1、撞擊物碰撞到撞擊板的時候測力傳感器會受到?jīng)_擊力，經(jīng)相應(yīng)的測量電路把力值轉(zhuǎn)換為電信號（電壓或電流），從而完成了將外力變換為電信號的過程?！ ?、高精度集成運算放大器將測
8、力傳感器輸出的電信號放大成為容易采集測量的標(biāo)準(zhǔn)模擬信號 3、采集
