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航空航天部件冲击试验解决方案

2020.10.13

宇航飞行器和军用飞机的操作环境独特而且严酷，强度要求高。针对结构化应用设计的材料必须能够快速吸收施加的力。在正常操作期间，商用飞机或军用飞机可能会受到跑道碎片、冰雹或维护工具的撞击。其中任何一个物体造成的很小冲击都可能会导致致命的结构部件内部损坏并引发性能失效。

在飞行器内部，使用仪器也存在风险。在不稳定的操作条件下，机组人员或没有固定的物体都可能会撞击敏感的导航和控制设备。如果在研发阶段的早期进行冲击试验，科有助于确保选择适当的材料和几何形状，从而在任何此类冲击过程中发挥作用。

视频显示器挑战：低功耗、高分辨率的液晶显示器技术广泛用于商业和军事领域，以帮助飞行员导航和控制其环境。LCD既轻又薄，从而使其成为了对重量敏感的航空航天和军用飞机仪表的理想之选。

在军用飞机的恶劣操作条件下，装在座舱和仪表盘内的LCD仪器会受到靴子、膝盖、肘或其他物体的反复撞击。LCD损坏后，机组人员就没有了导航或保护飞行器所需的关键设备部件。为了避免此类问题，制造商只能依赖仪器制造上能够在设计和实验LCD产品是应保证其具有突出的抗冲击性能。

解决方案：LCD制造商希望对不同的材料和层配置进行实验，以确定对常见冲击的抵抗力。针对这一应用，CEAST9350落锤冲击实验机配备有超大尺寸的底座，适用于安装客户的各种夹具。为了模拟一只军用靴后跟产生的单次冲击，该机器使用了20mm的平面吹头和气动回弹制动器。该灵活的实验配置可帮助研发团队确定和比较其LCD产品中各层的冲击失效模式。例如，从一系列实验中获得的实验曲线数据会警示工程师注意隐藏的内部分层，而这种分层是不容易通过视觉检查看出来的。设备采集的数据有助于指引未来的实验策略，以改进冲击性能。

复合材料挑战：设计者必须是飞机组件的重量尽可能轻，同时维持其结构的完整性和安全性。现代复合材料具有极高的刚度和强度重量比，从而使得它们非常适于在航空航天件中使用。

机身和机翼部件必须具有很好的弹性，以应对冰雹、飞屑、鸟和坠落工具产生的冲击。在乘客区和货物区，行李滑落、饮料车碰撞甚至高跟鞋产生的冲击力都会对部件面板施加显著的应力。

虽然这些冲击不会对部件造成明显的损坏，但会损伤复合材料内部，从而导致出现*的结构弱化，在高应力操作条件下结构弱化会被扩展，从而引发组件出现灾难性失效。标准试验测量单个冲击过程对小复合材料试样强度的影响。但要完全了解更大结构和组件几何形状的性能，工程师需要更灵活通用、抑郁使用且操作安全地实验设备和仪器。

解决方案：CEAST9300系列落锤冲击试验机是试验复合材料的，它不仅符合行业标准，而且也符合成品组件的试验，如机构横梁、们组件和机翼面板。标准空中客车、波音和其他实验夹具和锤头都可以轻松安装到该机器上。对于在航空航天应用中常见的单次冲击试验，还需要提供气动回弹制动器。

为了适应更大的组件，可以为CEAST9300落锤冲击试验机提供独特的工字横梁支撑结构，并提供集成的安全功能以保护操作员。在所有复合材料试验应用中，Dynatup Impulse仪器系统提供有关试样的关键设计信息，包括不同类型的冲击造成的初始破坏点。对于使用了复合材料的航空航天组件而言，此信息有助于工程师选用适当的材料、工艺和组件几何形状。

CEAST9350落锤冲击试验机技术参数

CEAST 9350落锤试验系统

CEAST 9350为落地式系统，设计传递能量范围为0.59-757J(0.44-558ft-lb)。与CEAST9300系列的前代机型一样，该款试验机同样包含多种省时特性，并支持大多数不同种类的选件，从环境试验箱到附加能量系统。CEAST9350与我们的冲击软件和数据采集体统搭配是数据分析变得轻松简单。该多功能仪器可用于使用从复合材料到成品等几乎任何试样，同时还是用于广泛的冲击试验，包括拉伸冲击、击穿、伊佐德冲击试验和夏比冲击试验。

其设计制造可满足绝大多数通用标准，包括：ISO3127、ISO6603、ISO7765、ISO11343、ISO8256、PR EN6038、DIN 53373、ASTM D2444、ASTM D3763、ASTM D5628、ASTM D7136、ASTM D7192、BOEING BSS 7260、AIRBUS AITM 1.0010、AIRBUS AITM 1-0057、SACMA SRM 2R-94。

主要特点：

电动横梁定位系统；

可换冲头和插入件提供了适用于各种实验的多功能性；

全封闭互锁式试验区间含有危及操作人员安全的碎屑，该实验区间可选装恒温环境箱，以满足高温或低温试验的需求；

多样化大型测试区间可容纳标准夹具、部件、恒温环境箱以及试样装填系统。

主要参数

能量范围：0.59-757J(0.44-558ft-lb)

冲击速度：0.77-4.65m/s(2.53-15.3ft/s)

掉落高度：0.03-1.10m(1.18-43.3in.)

质量范围：2.00-70.0kg（4.41-154lbs）

质量增量：0.5kg（1.1lbs）

实验区间尺寸（宽度x深度x高度）：720x720x630mm（28.3x28.3x24.8in.）

电源：220-240V，50/60HZ

压缩空气：5.0bar（72.5psi）

机器尺寸：1010x850x2650mm（35.8x33.5x104in.）

机器重量：600kg（1322.7lbs）

实验区间尺寸（包含试验箱）：550x550x500mm（21.6x21.6x19.7in.）

机器尺寸（包含试验箱）：1154x1036x2640mm（45.4x40.8x104in.）

配备高能量系统的CEAST 9350落锤试验系统

CEAST 9350为落地式系统，设计传递能量范围为0.59-1800J(0.44-1330ft-lb)。与CEAST9300系列的前代机型一样，该款试验机同样包含多种省时特性，并支持大多数不同种类的选件，从环境试验箱到附加能量系统。CEAST9350与我们的冲击软件和数据采集体统搭配是数据分析变得轻松简单。该多功能仪器可用于使用从复合材料到成品等几乎任何试样，同时还是用于广泛的冲击试验，包括拉伸冲击、击穿、伊佐德冲击试验和夏比冲击试验。

主要特点：

能量范围上限有很大提高；

配重系统可以测量横梁和锤头的总重量；

试样装填系统可在环境试验箱内自动循环试验。为了满足需要进行集中、大量实验的客户对自动化设备的需求，该系统设计了可以每小时实验60-120个样品的装填系统；

防回弹系统选件可以避免二次冲击；

自动润滑系统可按照ISO6630的要求消除锤头和试验样品之间的摩擦效应；

旋转试样装载架可在环境试验箱内连续实验zui多10个试样。

主要参数

能量范围：0.59-1800J(0.44-1330ft-lb)

冲击速度：0.77-24m/s(2.53-78.7ft/s)

掉落高度：0.03-29.4m(1.18-1180in.)模拟

质量范围：2.00-70.0kg（4.41-154lbs）