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ARCHIMEDES EMS-80

电磁高速冲击测试系统(含电磁飞片撞击)

一、电磁强冲击试验平台用途:

  电磁强冲击属于高能(高速率)冲击技术,首先需要把电能储存在高压电容器中,当高压开关闭合时,能电容对线圈快速放电( us级)并在其周围产生变化的脉冲磁场,该脉冲磁场驱动冲击投高速运动实现冲击,可以实现5-60Gpa的冲击力。
  电磁强冲击技术可执行标准的强冲击试验,主要用于模拟爆炸环境对航空、航天、航海器的零部件产生的冲击,测试被试件的防爆抗爆性能。具有能量易于精确控制、冲击速度快、冲击精度高、整个冲击过程绿色、环保等特点,现已广泛应用于航空、航天、兵器工业、汽车制造、轻化工及仪器仪表及电子等诸多领域。

  超高速碰撞现象研究是冲击动力学、物态方程、高能量密度物理等学科的交叉前沿,其研究成果对航天器防护、武器物理研究以及材料科学研究等具有重要支撑作用。其中的超高速加载技术是幵展这方面研究的重要条件,以空间碎片的防护研究为例,根据的数据,空间碎片直径在之间的大约有万个,直径小于的超过数千万个,碎片与在轨飞行器的相对速度一般在左右,其中近地卫星轨道区域上碎片属于中、低密度材料。对于中低密度弹丸、速度在以上超高速碰撞模拟研究对规律的认识非常重要。目前在空间碎片地面模拟研究中常用的加载手段有气炮、轨道炮、爆轰、电炮、聚能射流、激光驱动等。二级轻气炮受原理限制很难达到以上的速度,三级气炮国内外均已实现了以上的高速弹丸发射,但是弹托分离、弹丸姿态和完整度等问题仍是目前研究的重点轨道炮国内外弹丸速度都还处于以下,爆轰和电炮驱动都存在弹丸和后面爆轰产物分离的问题聚能射流对弹丸的参数难精确控制和重复’,激光驱动目前弹丸质量较小以往的研究(特别是国内)通常受到超高速加载技术的限制°,以上碰撞实验研究很少涉及,更不能模拟以上的碰撞现象,所以无法揭示隐藏在超高速碰撞现象后面复杂的物理力学问题。
  无论是空间碎片的地面模拟研究还是其他的超高速碰撞问题的研究,飞片撞祀前的状态对实验的结果有重要的影响。如状态方程研究中若飞片击祀前状态不稳定,平面度、平行度较差,很难获取状态方程研究所需的实验数据,特别是高精度物态方程研究中,这方面的要求尤为苟刻。
  磁驱动超高速飞片发射技术是近十年来国际上发展起来的一种新的实验技术其原理是当脉冲功率装置产生的强电流,流经由两个相近的平行导电平面所构成的回路时,电流产生的磁场与电流本身相互作用产生洛伦兹力作用于极板,随着磁压力在极板中的传播,极板中较薄的部分被剪切下来作为飞片发射出来。磁驱动高速飞片发射技术在原理上飞片速度没有上限,在大电流脉冲装置上能够较容易地实现的超高速飞片发射,利用这种加载技术所实现的的宏观金属飞片的发射是迄今为止人类所实现的最高速度的飞片发射技术。并且其本身利用脉冲放电的磁压力加载是准等熵加载,温升较小,通过对飞片厚度的设计和加载面磁场均勻性调节等方法,可以实现飞片自由面(碰撞面)性质基本保持初始状态的超高速飞片发 射。所以在空间碎片的防护研究、材料状态方程及其他超高速碰撞问题的研究中具 有重要的应用前景和需求。

二、设备特点:

1.先进的储能方式,采用电磁蓄能,可以在零距离的接触范围内实现200kj的冲击能量,可以实现5-60Gpa的冲击力。
2.独创的复合冲击响应技术,可准确地实现“正冲击”,并有效地吸收冲击的高频谐波,冲击台面上可达100000g以上响应的冲击波形,接近于正弦波。
3.采用可更换电磁线圈,可跟据试验指标及试件负载更换不同的冲击响应台面,试验机的使用范围得到拓展。
4.超动态应力波采集及计算技术,可以精确计算冲击波及冲击能量。
5.直接式的冲击减振系统,底部安装的高效减振器, 当冲击完成后,吸收加速导座的冲击能量。
6.坚固的安全防护装置,可有效地防止试件安装不妥或冲击装置意外损坏情况下,造成的人身伤害及对周围仪器的损坏。

 

二、电磁强冲击试验平台EMS-80总体介绍

  电磁冲击试验系统:用于实验室模拟产品在实际使用中,需要承受的冲击破坏的能力,以此来评定产品结构的抗冲击能力,并通过试验数据,优化产品结构强度。根据正确评定产品的抗冲击能力,可有效地提高产品使用的可靠性。用实验室试验的方式来模拟包装运输件在运输、装卸过程中可能受到的冲击破坏,由此来评定包装件在运输过程中受到冲击时,包装的缓冲、减振能否达到对产品的保护能力。

◎ 冲击台面
冲击机台面采用高强度航空铝,具有无比优异的强度和均匀性。台面由四根导向轴定位,阻止台面其他方向的旋转或偏位。
◎ 精密导轴
镀烙高精密导向轴低摩擦高质量滑动轴承的采用,大大延长使用寿命。
导向轴上装有安全锁定装置,方便更换冲击垫片及安装样品,并确保这些过程的安全性。
◎防止反弹制动刹闸装置
EMS制动刹闸装置使用气体作用增压器瞬间动作,在极短的反应时间内夹持并锁定冲击台面,确保冲击台面不产生二次反弹,并消除刹闸滞后或拖尾现象。
◎台面升降系统
台面升降系统由专用的先导式高频气缸升降系统,同时准确平稳地提升台面到设定高度,并保证台面以非常优异的水平位置平稳而不间断的上下运动,达到冲击的准确性和重复性,精密的位移传感器通过软件控制系统实现准确的定位。
◎减震缓冲座
冲击减震座提供冲击缓冲作用,缓冲座两边配有双向阻尼装置,大位移空气垫最大限度的减少冲击瞬间对实验室地面的作用。
◎波形发生器
波形发生器用于产生正弦波、梯形波、后峰锯齿波,通过更换不同的波形发声器实现各种冲击波形及冲击能量。

 EMS技术优势

◎ 防爆、绿色环保节能
EMS系列冲击、碰撞试验台是国际上技术领先的高性能电磁冲击与碰撞全自动测试系统。采用先进电磁线圈作为举升驱动和加压冲击。是真正的防爆、绿色环保节能产品。
◎ 冲击、碰撞两用台
EMS系统既可以做冲击试验,也可以做碰撞试验。冲击与碰撞功能的切换完全由计算机软件设置控制。
◎ 冲击能量大
EMS系统采用了电磁线圈驱动装置,使得冲击试验可以在500mm的短距离内达到自由落体2200mm的冲击速度。
EMS系统最高能达到100m/s的冲击速度。
◎ 碰撞频次高、能量大、免地基
EMS系统具有高性能的碰撞功能,最大自由跌落高度可达350mm,在40mm自由跌落高度时,碰撞脉冲频率高达120次/分。由于EMS系统具有减震气囊及阻尼装置,可以免去专用地基。
◎ 小加速碰撞波形好,重复性高
EMS系统最小碰撞加速度可到25m/s2,传统的碰撞台只能做到50 m/s2。
◎ 国际领先产品
我们检索了全球冲击台专业制造厂家的所有产品,至今未发现同时具备以上技术特点的同类产品,EMS系统在技术先进、功能齐全、品质可靠等方面已经处于全球领先水平。
◎ 非标产品设计能力强
EMS冲击系统具有很强的指标拓展性,公司技术部门已准备好承接高频次、高能量的非标冲击试验系统的设计,将根据用户对台面尺寸、负载重量、冲击加速度、脉冲宽度、频次等要求做最优化设计。有能力满足用户特殊要求。

 

三、 技术参数:

项  目

规       格

能量(KJ)

10     25    50    100    200   300   500   1000

电压(KV)

0.45   1   2   3   5   10   20   30   50   100   200

电容量

500~10000μF (可调整)

容量偏差

一般±5%,根据要求可以更小

输入电压

AC380V 50Hz;AC220V 50Hz

输出电压

0.45   1   2   3   5   10   20   30   50   100   200
(各个量程范围内连续可调)

电源输出功率

20000W,40000W,80000W等可选

开关

晶闸管/机械开关(可选)

控制方式

PLC/按钮开关(可选)

电压稳定度

≤1%

 

 

负载稳定度

≤1%

输出纹波

≤1%

显示

具有电压、电流显示

冷却方式

风冷

使用环境温度宽

-40℃~+75℃

使用地点

工厂生产环境

等效串联电阻

ESR≤5mΩ

保护措施

过压保护/过流保护/机械保护

测试系统(可选)

应力应变测试系统及瞬间电流测试系统

线圈

依据用户需求定制

可选附件

冲击头及固定框架

 

 

 

 
 

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