第２５卷２００６年第１１期
１１月
机械科学与技术
ＭＥＣＨＡＮｌＣＡＬＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖ０１．２５Ｎｏ．１ｌ
Ｎｏｖｅｍｂｅｒ２００６
刘慕双文章编号：１００３－８７２８（２００６）１１—１３３１旬３
冲击试验机摆锤特征参数的优化及评价
刘慕双，孙占刚
（承德石油高等专科学校机械工程系，承德０６７０００）
摘要：摆锤是冲击试验机中的关键部件，其特征参数能量、摆长及质心、冲击中心对冲击试验机的使用性能起重要的作用。讨论了上述４者之间的关系，提出了摆锤优化设计方法，通过该方法设计的摆锤能同时达到了受力变形最
小、冲击能量摩擦损失最小、摆动周期准确要求。为了保证优化设计结果的可靠性，提出了摆锤特征参数优化结果的评价方法。
关键词：冲击试验机；摆锤；优化设计；评价
中图分类号：ＴＨ８７文献标识码：Ａ
ｏｐｔｉｌｎｉ盟戗ｏｎａｎｄＥＶａｌｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃＰａｒａｍｅｔｅ璐ｏｆ
ＩｎｌｐａｃｔＴｅｓｔｉｎｇ
Ｍａｃｈｉｎｅｓ’ＰｅｎｄｕｌｕｍｗｉｔｈＩｎｌｐａｃｔＴｅｓｔｉｎｇＭａｃｈｉＩｌｅｓ
ＬｉｕＭｕｓｈｕａｎｇ，ＳｕｎＺｈａｎｇａｎｇ
（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈ８ｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｅｎｇｄｅＰｅｔｒｏｌｅｕ试Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｃｈｅｎｇｄｅ０６７０００）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｐｅｎｄｕｌｕｍｉｓａｋｅｙｐａｎｏｆｉｍｐａｃｔｔｅｓｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｓ．Ｉｔｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｓｕｃｈ８ｓｉｍ－ｐａｃｔｅｎｅｒｇｙ，ｌｅｎｇｔｈｏｆｐｅｎｄｕｌｕｍ，啦ａｓｓｃｅｎｔｅｒａｎｄｉｍｐａｃｔｃｅｎｔｅｒｐｌａｙａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｔｈｅ
ｐｅｒｆｂｍａｎｃｅｏｆｉｍｐａｃｔｔｅｓｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｓ．ＡＲｅｒｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐａｍｏｎｇｔｈｅａｂｏｖｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｔｈｅｐａｐｅｒｐｕｔｆｏｒｗａｒｄａｎｏｐｔｉｍａｌｄｅｓｉｇｎｍｅｔＩｌｏｄｆｏｒａｐｅｎｄｕｌｕｍｓｏａｓｔｏｍｉｎｉｍｉｚｅｉｔｓｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｏｎｉｏｎ８ｎｄｌｏｓｓ
ｏｆｆｒｉｃｔｉｏｎａｎｄｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎｉｎｔＩｌｅｓｗｉｎｇｐｅｒｉｏｄ．Ｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｌｌｅ
ｏｐｔｉｍａｌｄｅｓｉｇｎｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｆｏｒｅＶａｌｕａｔｉｎｇｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅ玛ｏｆｔｈｅｐｅｎｄｕｌｕｍｗａｓｏｆ琵ｒｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｍｐａｃｔｔｅｓｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ；ｐｅｎｄｕｌｕｍ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；ｅＶａｌｕａｔｉｏｎ
金属、塑料、陶瓷及玻璃钢等多种重要的工程材料都有
抗冲击性能的指标要求，摆锤式冲击机是测定材料抗冲击
性能普遍采用的仪器。其中摆锤是冲击试验机中的关键部
件，设计摆锤时必须满足冲击试验对摆锤的能量要求、受力
变形要求以及形状风阻要求等，有关的国家标准对这些要
求有较严格的规定。普通的机械设计方法很难同时达到上
述多项要求，本文提出了摆锤优化设计的方法，使摆锤在满
足上述要求的前提下达到最优。避免了传统机械设计方法
摆锤需经反复调整打孔灌铅的弊端。
摆锤的特征参数能量、摆长及质心、冲击中心决定了摆锤
的使用性能，因此，设计摆锤时应明确上述４者之间的关系。
１冲击试验的工作原理
用已知能量的摆锤冲击支撑成水平梁的塑料试样，由
摆锤一次冲击使试样破坏，以冲击前、后摆锤的能量差，确
定试样在破坏时所吸收的能量。
收稿日期：２００６一Ｏｌ—０４
作者简介：刘慕双（１９６ｌ一）．男（汉），河北，工学硕士，副教授Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｍｓｈｕａｎｇ＠ｑｑ．ｃｏｍ图ｌ
冲击试验机的工作原理 万方数据