CN120507276A - 高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试装置及其方法，涉及滑动摩擦力测试的技术领域。高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试装置包括撞击杆、入射杆、透射杆和压扭耦合件；所述入射杆和所述透射杆上均贴设有应变传感器；所述压扭耦合件的一端粘接在所述入射杆远离所述撞击杆的一端，第一待测材料块粘接在所述压扭耦合件的另一端，第二待测材料块粘接在所述透射杆的端部，所述撞击杆能够撞击所述入射杆；所述压扭耦合件包括两张压力板和多根斜撑杆，多根所述斜撑杆设置在两张所述压力板之间。达到了对冲击载荷下动态摩擦行为有效表征能力的技术效果。

Description

高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试装置及其方法

技术领域

本发明涉及滑动摩擦力测试技术领域，具体而言，涉及高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试装置及其方法。

背景技术

摩擦作为界面相互作用的普遍现象，其理论发展经历了从经验模型到接触力学模型的演进。尽管经典理论(如库仑定律)已阐明刚体摩擦机制，但刚性体与塑性体的接触面摩擦问题仍缺乏较好的科学表征，现有研究多基于刚性假设进行近似求解。近年来数值模拟技术(有限元法FEM/有限差分法FDM)虽广泛应用于接触分析，但受限于界面复杂力学行为，边界条件定义的不确定性导致计算精度受限-摩擦参数的失真将直接影响仿真的可信程度。所以，通过实验手段获取动态摩擦系数是解决该问题的关键路径。当前摩擦测试装置虽能模拟多工况接触特性，但其与真实状态的匹配度仍需优化。摩擦学规律的验证需建立在系统化实验的基础上，所以开发高精度摩擦测试方法具有一定必要性。

现行摩擦力模型中，摩擦系数值多源自常规静态接触测试数据。然而研究表明，高速冲击载荷下的界面摩擦行为受多种因素作用，包括接触表面特征(如粗糙度)、接触面相对运动速率及瞬态温升效应共同影响摩擦耗能机制。传统基于静态摩擦系数参数库(如技术手册推荐值)或准静态测试方法获取的摩擦系数，难以精确表征动态冲击过程中的真实摩擦状态。

但是现有测试体系普遍缺乏对冲击载荷下动态摩擦行为的有效表征能力，这成为极端工况摩擦领域研究的瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试装置及其方法，以缓解现有技术中测试体系缺乏对冲击载荷下动态摩擦行为的有效表征能力的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试装置，包括撞击杆、入射杆、透射杆和压扭耦合件；

所述入射杆和所述透射杆上均贴设有应变传感器；

所述压扭耦合件的一端粘接在所述入射杆远离所述撞击杆的一端，第一待测材料块粘接在所述压扭耦合件的另一端，第二待测材料块粘接在所述透射杆的端部，所述撞击杆能够撞击所述入射杆；

所述压扭耦合件包括两张压力板和多根斜撑杆，多根所述斜撑杆设置在两张所述压力板之间。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述两张所述压力板分别为第一压力板和第二压力板，多根所述斜撑杆设置在所述第一压力板和所述第二压力板之间。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述第一压力板能够与所述第一待测材料块粘接，所述第二压力板能够与所述入射杆粘接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述应变传感器包括第一应变传感器和第二应变传感器；

所述第一应变传感器设置在所述入射杆上，所述第二应变传感器设置在所述透射杆上。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述第一应变传感器采用第一应变片，所述第一应变片的延伸方向与所述入射杆的方向重合；

所述第一应变片的数量为两个，两个所述第一应变片轴对称的设置设置在所述入射杆外壁上。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述第二应变传感器采用应变花，所述应变花的数量为两个，两个所述应变花轴对称的设置设置在所述透射杆外壁上。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述应变花包括正45度应变片、0度应变片和负45度应变片；

所述0度应变片的延伸方向与所述透射杆的延伸方向重合。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述斜撑杆的数量为四根。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述斜撑杆的材质为316L不锈钢。

第二方面，本发明实施例提供了一种高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试方法，用于所述高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试装置，包括以下步骤：

将第一应变片粘贴在入射杆上，将应变花粘贴在透射杆上；

将压扭耦合件的一端粘接在入射杆远离撞击杆的一端，将第一待测材料块粘接在压扭耦合件的另一端，将第二待测材料块粘接在透射杆的一端；

利用撞击杆对入射杆进行撞击，入射杆受力驱动压扭耦合件带动第一待测材料块，第一待测材料块受力撞击第二待测材料块，第二待测材料块受力撞击透射杆；

获取第一应变传感器和0度应变片的电信号数据，得到冲击速度V和轴向正压力N：

ε_i＝KU₁

ε_r＝KU₂

ε_t＝KU₃

V＝c₀(ε_i-ε_r)

N＝SEε_t

其中，ε_i表示第一应变传感器入射应变脉冲，ε_r表示第一应变传感器反射应变脉冲，ε_t表示第二应变传感器的0度应变片的透射应变脉冲，U₁表示第一应变传感器的入射波电信号数据U₁，U₂表示第一应变传感器的反射波电信号数据U₂，U₃表示第二应变传感器的0度应变片的电信号数据U_3，K表示第一应变传感器灵敏度系数和电桥桥压的应变电压比K，V为冲击载荷速度V，N为轴向正压力N，E为入射杆和透射杆材料的弹性模量；

获取第二应变传感器正45度应变片和负45度应变片的电信号数据U，根据以下公式：

ε＝KU

其中，ε表示第二应变传感器应变脉冲，U表示第二应变传感器的正45度应变片和负45度应变片的电信号数据U，K表示第二应变传感器正45度应变片和负45度应变片灵敏度系数和电桥桥压的应变电压比K，τ表示切应力，E为入射杆和透射杆材料的弹性模量，ν为入射杆和透射杆材料的泊松比，R为入射杆和透射杆的半径，J表示入射杆和透射杆的横截面极惯性矩，T表示摩擦力矩；

得到冲击摩擦力矩T：

按照圆形接触面摩擦力矩公式：(其中μ为动摩擦系数，N为轴向正压力，R为接触面半径)

得到冲击摩擦系数：

将测试数据带入得到最终冲击摩擦系数。

有益效果：

本发明实施例提供了一种高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试装置，包括撞击杆、入射杆、透射杆和压扭耦合件；入射杆和透射杆上均贴设有应变传感器；压扭耦合件的一端粘接在入射杆远离撞击杆的一端，第一待测材料块粘接在压扭耦合件的另一端，第二待测材料块粘接在透射杆的端部，撞击杆能够撞击入射杆；压扭耦合件包括两张压力板和多根斜撑杆，多根斜撑杆设置在两张压力板之间。

具体的，利用压扭耦合件将入射杆对透射杆的轴向冲击载荷转化为变化趋势一定的正压力和扭矩，并通过霍普金森杆技术和应变传感器的应变花技术测得该正压力与待测材料接触面的摩擦力矩，同时待测材料之间的接触面积已知，通过公式(T为摩擦力矩，μ为动摩擦系数，N为正压力，R为接触面半径)，可以实现对动态冲击下待测材料接触面摩擦系数的准确测试。

本发明实施例提供了一种高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试方法，用于高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试装置，包括以下步骤：将第一应变片粘贴在入射杆上，将应变花粘贴在透射杆上；将压扭耦合件的一端粘接在入射杆远离撞击杆的一端，将第一待测材料块粘接在压扭耦合件的另一端，将第二待测材料块粘接在透射杆的一端；利用撞击杆对入射杆进行撞击，入射杆受力驱动压扭耦合件带动第一待测材料块，第一待测材料块受力撞击第二待测材料块，第二待测材料块受力撞击透射杆；获取第一应变传感器和0度应变片的电信号数据，得到冲击速度V和轴向正压力N：

ε_i＝KU₁

ε_r＝KU₂

ε_t＝KU₃

V＝c₀(ε_i-ε_r)

N＝SEε_t

其中，ε_i表示第一应变传感器入射应变脉冲，ε_r表示第一应变传感器反射应变脉冲，ε_t表示第二应变传感器的0度应变片的透射应变脉冲，U₁表示第一应变传感器的入射波电信号数据U₁，U₂表示第一应变传感器的反射波电信号数据U₂，U₃表示第二应变传感器的0度应变片的电信号数据U_3，K表示第一应变传感器灵敏度系数和电桥桥压的应变电压比K，V为冲击载荷速度V，N为轴向正压力N，E为入射杆和透射杆材料的弹性模量；

获取第二应变传感器正45度应变片和负45度应变片的电信号数据U，根据以下公式：

ε＝KU

其中，ε表示第二应变传感器应变脉冲，U表示第二应变传感器的正45度应变片和负45度应变片的电信号数据U，K表示第二应变传感器正45度应变片和负45度应变片灵敏度系数和电桥桥压的应变电压比K，τ表示切应力，E为入射杆和透射杆材料的弹性模量，ν为入射杆和透射杆材料的泊松比，R为入射杆和透射杆的半径，J表示入射杆和透射杆的横截面极惯性矩，T表示摩擦力矩；

得到冲击摩擦力矩T：

按照圆形接触面摩擦力矩公式：(其中μ为动摩擦系数，N为轴向正压力，R为接触面半径)

得到冲击摩擦系数：

将测试数据带入得到最终冲击摩擦系数。

高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试方法与现有技术相比具有上述的优势，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试装置的结构示意图(其中导向套筒未示出)；

图2为图1中A处的放大图；

图3为本发明实施例提供的高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试装置中压扭耦合件的示意图。

图标：

10-第一待测材料块；20-第二待测材料块；

100-撞击杆；

200-入射杆；

300-透射杆；

400-压扭耦合件；410-斜撑杆；421-第一压力板；422-第二压力板；

510-第一应变传感器；520-第二应变传感器；521-正45度应变片；522-0度应变片；523-负45度应变片。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

参见图1、图2和图3所示，本实施例提供了一种高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试装置，包括撞击杆100、入射杆200、透射杆300和压扭耦合件400；入射杆200和透射杆300上均贴设有应变传感器；压扭耦合件400粘接在入射杆200远离撞击杆100的一端，第一待测材料块10粘接在压扭耦合件400的另一端，第二待测材料块20粘接在透射杆300的端部，撞击杆100能够撞击入射杆200，压扭耦合件400包括两张压力板和多根斜撑杆410，多根斜撑杆410设置在两张压力板之间。

具体的，利用压扭耦合件400将入射杆200对透射杆300的轴向冲击载荷转化为变化趋势一定的正压力和扭矩，并通过霍普金森杆技术和应变传感器的应变花技术测得该正压力与待测材料接触面的摩擦力矩，同时待测材料之间的接触面积已知，通过公式(T为摩擦力矩，μ为动摩擦系数，N为正压力，R为接触面半径)，可以实现对动态冲击下待测材料接触面摩擦系数的准确测试。

其中，入射杆200和透射杆300的材质一致，半径一致。另外，撞击杆100、入射杆200、透射杆300和压扭耦合件400形成霍普金森杆系统。

需要指出的是，本实施例提供的高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试装置可以对同种材料的待测材料块进行测量，也可以对不同种材料的待测材料块进行测量。

其中，撞击杆100、入射杆200、透射杆300和压扭耦合件400在实际测试过程中会装入到导向套筒内，撞击杆100由外界设备施加设定的初速度，然后由撞击杆100撞击入射杆200，入射杆200携带压扭耦合件400和第一待测材料块10撞击粘贴有第二待测材料块20的透射杆300。压扭耦合件400可以起到应力转换器的作用，将第一待测材料块10施加给第二待测材料块20的正应力转换成一个切应力和一个正应力，即，将撞击杆100传递给入射杆200的沿杆轴向的力转换为一个扭转力和一个正压力。

其中，压扭耦合件400的两张压力板分别为第一压力板421和第二压力板422，多根斜撑杆410设置在第一压力板421和第二压力板422之间。斜撑杆410的数量为四根，四根斜撑杆410沿同一倾斜角度设置在第一压力板421和第二压力板422之间，另外，本领域技术人员可以根据实际需求自行设置斜撑杆410的数量，在此不再进行赘述。

另外需要指出的是，通过对压扭耦合件400的调整，例如调整斜撑杆410的杆径和倾斜角以及斜撑杆410的数量，可以实现在一定的冲击速度下得到一个趋势一定且大小可测的正压力和扭矩，并且在相同条件下(冲击载荷和斜撑杆410数量、倾斜角度、杆径等相同)压扭材料端面的扭转速度相同，由此，可以实现在动态冲击下测量给定冲击速度和指定正压力情况下两种待测材料(也可以为同种材料)间的摩擦系数。

其中，斜撑杆410的材质可以采用316L不锈钢、TC4钛合金或者AlSi 0Mg。本领域技术人员可以根据实际测试方案自行调整压扭耦合件400的尺寸和材质，在此不再进行赘述。

其中，第一压力板421能够与第一待测材料块10粘接，第二压力板422能够与入射杆200粘接。

其中，应变传感器包括第一应变传感器510和第二应变传感器520；第一应变传感器510设置在入射杆200上，第二应变传感器520设置在透射杆300上。

其中，第一应变传感器510采用第一应变片，第一应变片的延伸方向与入射杆200的方向重合；第一应变片的数量为两个，两个第一应变片轴对称的设置设置在入射杆200外壁上。

其中，第二应变传感器520采用应变花，应变花的数量为两个，两个应变花轴对称的设置设置在透射杆300外壁上。

其中，应变花包括正45度应变片521、0度应变片522和负45度应变片523；0度应变片522的延伸方向与透射杆300的延伸方向重合。

本实施例提供了一种高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试方法，用于高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试装置，包括以下步骤：将第一应变片粘贴在入射杆200上，将应变花粘贴在透射杆300上；将压扭耦合件400的一端粘接在入射杆200远离撞击杆100的一端，将第一待测材料块10粘接在压扭耦合件400的另一端，将第二待测材料块20粘接在透射杆300的端部；利用撞击杆100对入射杆200进行撞击，入射杆200受力驱动压扭耦合件400带动撞击第一待测材料块10撞击第二待测材料块20，第二待测材料块20受力撞击透射杆300；获取第一应变传感器510和0度应变片522的电信号数据，得到冲击速度V和轴向正压力N：

ε_i＝KU₁

ε_r＝KU₂

ε_t＝KU₃

V＝c₀(ε_i-ε_r)

N＝SEε_t

其中，ε_i表示第一应变传感器510入射应变脉冲，ε_r表示第一应变传感器510反射应变脉冲，ε_t表示第二应变传感器520的0度应变片522的透射应变脉冲，U₁表示第一应变传感器510的入射波电信号数据U₁，U₂表示第一应变传感器510的反射波电信号数据U₂，U₃表示第二应变传感器520的0度应变片522的电信号数据U_3，K表示第一应变传感器510灵敏度系数和电桥桥压的应变电压比K，V为冲击载荷速度V，N为轴向正压力N，E为入射杆200和透射杆300材料的弹性模量；

获取第二应变传感器520正45度应变片521和负45度应变片523的电信号数据U，根据以下公式：

ε＝KU

其中，ε表示第二应变传感器520应变脉冲，U表示第二应变传感器520的正45度应变片521和负45度应变片523的电信号数据U，K表示第二应变传感器520正45度应变片521和负45度应变片523灵敏度系数和电桥桥压的应变电压比K，τ表示切应力，E为入射杆200和透射杆300材料的弹性模量，ν为入射杆200和透射杆300材料的泊松比，R为入射杆200和透射杆300的半径，J表示入射杆200和透射杆300的横截面极惯性矩，T表示摩擦力矩；

得到冲击摩擦力矩T：

按照圆形接触面摩擦力矩公式：(其中μ为动摩擦系数，N为轴向正压力，R为接触面半径)；

得到冲击摩擦系数：

将测试数据带入得到最终冲击摩擦系数。

具体的，本实施例提供的高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试方法具体操作时，在透射杆300上粘贴45度的应变花，根据所需研究情况，选定撞击杆100和压扭耦合件400的尺寸，将压扭耦合件400、第一待测材料块10、第二待测材料块20、入射杆200和透射杆300紧密胶粘，两待测材料块之间不胶粘；压扭耦合件400粘接在入射杆200远离撞击杆100的一端，第一待测材料块10粘接在压扭耦合件400的另一端，第二待测材料块20粘接在透射杆300的端部，然后通过高速相机记录冲击过程，以便后期的数据分析和可靠性证明，待胶粘剂达到工作强度后，安装撞击杆100并设定发射气压，然后发射撞击杆100，通过示波器记录多个应变传感器的数据，处理示波器记录的电信号，计算出冲击下的摩擦系数。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试装置，其特征在于，包括：撞击杆(100)、入射杆(200)、透射杆(300)和压扭耦合件(400)；

所述入射杆(200)和所述透射杆(300)上均贴设有应变传感器；

所述压扭耦合件(400)的一端粘接在所述入射杆(200)远离所述撞击杆(100)的一端，第一待测材料块(10)粘接在所述压扭耦合件(400)的另一端，第二待测材料块(20)粘接在所述透射杆(300)的端部，所述撞击杆(100)能够撞击所述入射杆(200)；

所述压扭耦合件(400)包括两张压力板和多根斜撑杆(410)，多根所述斜撑杆(410)设置在两张所述压力板之间。

2.根据权利要求1所述的高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试装置，其特征在于，两张所述压力板分别为第一压力板(421)和第二压力板(422)，多根所述斜撑杆(410)设置在所述第一压力板(421)和所述第二压力板(422)之间。

3.根据权利要求2所述的高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试装置，其特征在于，所述第一压力板(421)能够与所述第一待测材料块(10)粘接，所述第二压力板(422)能够与所述入射杆(200)粘接。

4.根据权利要求1所述的高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试装置，其特征在于，所述应变传感器包括第一应变传感器(510)和第二应变传感器(520)；

所述第一应变传感器(510)设置在所述入射杆(200)上，所述第二应变传感器(520)设置在所述透射杆(300)上。

5.根据权利要求4所述的高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试装置，其特征在于，所述第一应变传感器(510)采用第一应变片，所述第一应变片的延伸方向与所述入射杆(200)的方向重合；

所述第一应变片的数量为两个，两个所述第一应变片轴对称的设置设置在所述入射杆(200)外壁上。

6.根据权利要求4所述的高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试装置，其特征在于，所述第二应变传感器(520)采用应变花，所述应变花的数量为两个，两个所述应变花轴对称的设置设置在所述透射杆(300)外壁上。

7.根据权利要求6所述的高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试装置，其特征在于，所述应变花包括正45度应变片(521)、0度应变片(522)和负45度应变片(523)；

所述0度应变片(522)的延伸方向与所述透射杆(300)的延伸方向重合。

8.根据权利要求1所述的高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试装置，其特征在于，所述斜撑杆(410)的数量为四根。

9.根据权利要求1所述的高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试装置，其特征在于，所述斜撑杆(410)的材质为316L不锈钢。

10.一种高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试方法，其特征在于，用于权利要求1-9任一项所述的高速冲击载荷下滑动摩擦力系数测试装置，包括以下步骤：

将第一应变片粘贴在入射杆(200)上，将应变花粘贴在透射杆(300)上；

将压扭耦合件(400)的一端粘接在入射杆(200)远离撞击杆(100)的一端，将第一待测材料块(10)粘接在压扭耦合件(400)的另一端，将第二待测材料块(20)粘接在透射杆(300)的一端；

利用撞击杆(100)对入射杆(200)进行撞击，入射杆(200)受力驱动压扭耦合件(400)带动第一待测材料块(10)，第一待测材料块(10)受力撞击第二待测材料块(20)，第二待测材料块(20)受力撞击透射杆(300)；

获取第一应变传感器(510)和0度应变片(522)的电信号数据，得到冲击速度V和轴向正压力N：

ε_i＝KU₁

ε_r＝KU₂

ε_t＝KU₃

V＝c₀(ε_i-ε_r)

N＝SEε_t

其中，ε_i表示第一应变传感器(510)入射应变脉冲，ε_r表示第一应变传感器(510)反射应变脉冲，ε_t表示第二应变传感器(520)的0度应变片(522)的透射应变脉冲，U₁表示第一应变传感器(510)的入射波电信号数据U₁，U₂表示第一应变传感器(510)的反射波电信号数据U₂，U₃表示第二应变传感器(520)的0度应变片(522)的电信号数据U₃，K表示第一应变传感器(510)灵敏度系数和电桥桥压的应变电压比K，V为冲击载荷速度V，N为轴向正压力N，E为入射杆(200)和透射杆(300)材料的弹性模量；

获取第二应变传感器(520)正45度应变片(521)和负45度应变片(523)的电信号数据U，根据以下公式：

ε＝KU

其中，ε表示第二应变传感器(520)应变脉冲，U表示第二应变传感器(520)的正45度应变片(521)和负45度应变片(523)的电信号数据U，K表示第二应变传感器(520)正45度应变片(521)和负45度应变片(523)灵敏度系数和电桥桥压的应变电压比K，τ表示切应力，E为入射杆(200)和透射杆(300)材料的弹性模量，ν为入射杆(200)和透射杆(300)材料的泊松比，R为入射杆(200)和透射杆(300)的半径，J表示入射杆(200)和透射杆(300)的横截面极惯性矩，T表示摩擦力矩；

得到冲击摩擦力矩T：

按照圆形接触面摩擦力矩公式：(其中μ为动摩擦系数，N为轴向正压力，R为接触面半径)

得到冲击摩擦系数：

将测试数据带入得到最终冲击摩擦系数。