MATLAB易碎盖试验装置设计及参数仿真(5)
（2.2）
模拟弹长度为1m左右，试验要求的模拟弹最大速度为2～10m/s ，则需要的落锤高度为0.2m到5m，三种模拟弹的质量分别为12.5kg、30kg、66kg，则该装置需要一定的起吊设备将模拟弹吊装到合适的高度，这会造成装置体积较大，故落锤式的装置并不是理想选择。
摆锤式冲击试验机通过半球形冲头在一定的速度下，冲击并穿过易碎盖，测量冲头消耗的能量，以此能量评价易碎盖的抗摆锤冲击能量。 摆锤式冲击试验机适用于测定塑料、橡胶等非金属薄膜材料的冲击韧性。
三种模拟弹的质量分别为12.5kg、30kg、66kg，模拟弹头与易碎盖碰撞速度要求为2～10m/s，可知模拟弹的动能如下表：
表1模拟弹动能表
质量
动能 12.5（kg） 30（kg） 66（kg）
最小动能/J 25 60 132
最大动能/J 625 1500 3300
一般的摆锤式试验机的冲击能量只有几十J，远不能够满足试验要求。摆锤冲击试验机最大的冲击能量一般为500J，此时的试验设备体积较大，质量也很大，不太适合本试验方案选择。
图4 摆锤冲击试验机
2.1.5 气压
气压传动装置是以空气为工作介质，将气体的压力能转变为执行元件的动能，气压传动具有一些独特的优点，主要有：
（1） 空气可以直接从大气中获得，同时试验已用过的气体可以直接排向大气，不会产生什么污染，处理方便，当装置的某一管道出现气体泄漏时，除了会引起部分的功率损失外，一般不会严重影响到系统的工作，不会污染空气。
（2） 气压传动的工作介质压缩空气的工作压力相对较低（一般为0.3-0.8Mpa），所以气动装置元件的材质要求一般不高，造价便宜。
（3） 工作介质空气的粘度小，气体在工作管道中压力损失比较小
（4） 气动传动系统一般文护比较简单，由于以气体为工作介质，管道不容易发生堵塞，气体不存在变质，补充和更换气体简单方便
（5） 气动系统由于工作压力不高，故使用安全，不需要防爆的，同时气动系统便于实现过载保护
（6） 气动元件能在各种合适的环境下使用，能够在强振动、强冲击、强腐蚀等恶劣环境下正常工作
气压传动也存在一些缺点：
(1) 由于气动系统工作压力一般较低，受结构尺寸限制，故气压传动的总推力一般不是很大
(2) 由于空气具有较大的可压缩性特性，因而气压传动运动速度的稳定性较差
(3) 气压传动效率较低，很多气体的能量被浪费掉了
易碎盖试验装置的动力源可以用气压传动，合适的高压气瓶通过阀门调节气体来实现模拟弹的运动，这种方案设计的装置体积小，简单方便操作。
2.2总体方案
试验系统设计要求为模拟弹重量为12.5kg、30kg、66kg，与易碎盖碰撞速度要求为2～10m/s，故该系统的关键点在于动力装置的设计。该试验台主要包括动力部分、测试部分，试验台支架部分、试验碎片收集部分。
图5气动式低速加载试验方案
1-炮管； 2-模拟弹； 3-压室
动力部分采用高压氮气作为动力源，这部分主要包括高压氮气瓶、气体输送管、封头、气室、阀套、压力控制阀以及部分连接和密封部件。测试部分主要用于试验测速和测力，包括安装架、速度传感器、力传感器、电路以及电荷放大器等。试验台支架部分一方面用于固定试验炮管和其他的部件，另一方面还要将整个装置固定在试验台基座上。试验碎片收集部分是用于收集模拟弹与易碎盖碰撞后产生的碎片，避免碎片飞溅，造成事故。