一种柔性材料多点碰撞力学实验平台

本发明涉及一种碰撞动力学实验平台技术，尤其涉及一种柔性材料多点碰撞力学实验平台。

背景技术：

1、目前，对碰撞过程的研究主要集中在刚性或柔性系统的单点碰撞。然而，在柔性系统中，特别是含有多点碰撞的柔性系统中，界面碰撞作用与柔性体内部应力波相互耦合，接触面的柔韧性导致发生在各个点处的碰撞相互耦合。这种复杂的多点碰撞耦合效应对柔性系统动力学行为产生重要影响。随着柔性材料在机械工程、材料科学、车辆安全等多个领域中应用逐渐增多，对碰撞耦合效应的深入研究变得非常重要，迫切需要开发可进行柔性材料多点碰撞实验的实验平台。

2、碰撞实验平台通常由硬件和软件组成，旨在模拟和研究物体之间的碰撞过程。这样的平台通常被用于测试和评估各种产品、材料或结构在碰撞条件下的性能和行为。通过碰撞实验平台，研究人员可以模拟不同类型的碰撞、测量碰撞力、碰撞体变形等，从而帮助他们更好地了解碰撞对物体的影响，并改进产品设计或工程方案。这些平台在机械工程、材料科学、车辆安全等领域都有广泛的应用。

3、通过对多点碰撞的研究，我们认识到柔性材料多点碰撞的重要性。目前大部分碰撞实验平台侧重于对单点碰撞的研究，而针对多点碰撞现象进行观测和记录的实验平台尚未查到。因此，为了明晰柔性材料多点碰撞的力学机制，需要设计一套合理、精准采集数据的实验平台，以通过实验手段深入研究多点碰撞。这样的实验平台将有助于我们更全面地理解柔性材料多点碰撞的行为特征，为未来柔性材料碰撞的仿真模拟和工程应用提供重要的参考和支持。

4、现有技术一：

5、中国专利cn108106990a，公开了一种柔性结构弹塑性次碰撞实验平台，所述实验平台中：支架底部固定在底板上，顶部水平支撑固定或夹住平板四角；导向套下部插入平板通孔中，构成第一实验平台，平板上设置碰撞球释放装置；支承立柱底部固定在底板上，顶部支撑固定住两个夹持机构，夹持架构的凸起位于凹槽滑道中，并通过螺栓将上、下夹持平板水平固定夹持住刚性滑板(所述平台滑板为滑道结构，为左右固定，水平可移动的夹持)，构成第二实验平台，位于顶部的释放系统释放小球并与滑板发生碰撞，导致滑板发生变形；滑板下方为底板，测量系统中的激光位移传感器固定在底板上，对碰撞过程中滑板的变形进行监测。

6、现有技术一的缺点：

7、首先，现有技术一只能进行单点碰撞实验测试，无法获取柔性材料多点碰撞的实验数据。其次，技术一中碰撞小球释放装置和碰撞滑板高度均固定，因此只能进行特定高度的碰撞实验测试，导致测试数据缺乏多样性。并且，技术一通过导向套控制小球下落，因为人为投放小球导致实验误差较大。

8、现有方法主要针对单点碰撞进行实验，收集碰撞点处的碰撞力和变形，无法收集碰撞过程中碰撞体表面其它点处的受力和变形情况。也难以有效研究柔性材料多点碰撞，在考虑柔性多点碰撞时，未能详细展现碰撞耦合效应的表现。

9、现有的部分碰撞实验平台受限于特定高度进行测试投放装置不可同时释放或者按照不同的时间进行投放，导致数据缺乏多样性和较大的误差，通过增加电磁夹具控制碰撞体的释放，能够更精确地控制实验条件，从而减小实验误差，提高数据的可靠性和准确性。

10、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供了一种柔性材料多点碰撞力学实验平台，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、本发明的柔性材料多点碰撞力学实验平台，包括平台主体和数据采集部分；

4、所述平台主体包括平台整体支架、碰撞体释放装置、激光传感器测试平台和柔性材料放置台；

5、所述数据采集部分包括小球及加速度传感器、激光位移传感器、薄膜压力传感器、电脑及相应的数据处理软件。

6、所述平台整体支架包括试验台体，所述试验台体的两侧分别设有滑轨，所述碰撞体释放装置和激光传感器测试平台设于所述导轨上，所述试验台体上表面为所述柔性材料放置台，所述柔性材料放置台上固定所述薄膜压力传感器和柔性材料板。

7、与现有技术相比，本发明所提供的柔性材料多点碰撞力学实验平台，通过在碰撞柔性材料下部放置薄膜压力传感器，实现对除碰撞点外其它点处碰撞力的观测；通过设置多个位置可调的激光位移传感器实现对除碰撞点外其它点处变形的观测。使研究人员能够更全面地了解碰撞过程中各个关键点的动态变化，从而为优化设计和改进碰撞效果提供更深入的见解。

技术特征：

1.一种柔性材料多点碰撞力学实验平台，其特征在于，包括平台主体和数据采集部分；

2.根据权利要求1所述的柔性材料多点碰撞力学实验平台，其特征在于，所述平台整体支架包括试验台体，所述试验台体的两侧分别设有滑轨，所述碰撞体释放装置和激光传感器测试平台设于所述导轨上，所述试验台体上表面为所述柔性材料放置台，所述柔性材料放置台上固定所述薄膜压力传感器和柔性材料板。

3.根据权利要求2所述的柔性材料多点碰撞力学实验平台，其特征在于，所述碰撞体释放装置和激光传感器测试平台与两个滑轨之间分别设有滑槽和电磁夹具。

4.根据权利要求3所述的柔性材料多点碰撞力学实验平台，其特征在于，所述激光传感器测试平台上开设孔，孔中安装所述激光位移传感器。

5.根据权利要求4所述的柔性材料多点碰撞力学实验平台，其特征在于，所述试验台体两端设有固定柔性材料板的夹具。

6.根据权利要求5所述的柔性材料多点碰撞力学实验平台，其特征在于，所述加速度传感器装于所述碰撞小球的顶部。

7.根据权利要求1至6任一项所述的柔性材料多点碰撞力学实验平台，其特征在于，所述碰撞小球材质为刚性材料。

技术总结本发明公开了一种柔性材料多点碰撞力学实验平台，包括平台主体和数据采集部分；平台主体包括平台整体支架、碰撞体释放装置、激光传感器测试平台和柔性材料放置台；数据采集部分包括小球及加速度传感器、激光位移传感器、薄膜压力传感器、电脑及相应的数据处理软件。通过在碰撞柔性材料下部放置薄膜压力传感器，实现对除碰撞点外其它点处碰撞力的观测；通过设置多个位置可调的激光位移传感器实现对除碰撞点外其它点处变形的观测。使研究人员能够更全面地了解碰撞过程中各个关键点的动态变化，从而为优化设计和改进碰撞效果提供更深入的见解。技术研发人员：章杰,孙中川,席雨航,何广平受保护的技术使用者：北方工业大学技术研发日：技术公布日：2024/9/2