沖擊試驗機是研究沖擊瞬間接觸磨損的重要實驗設備。由于沖擊接觸是瞬時過程，接觸時間極短，市場上現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集設備無法滿足實驗設備對采樣率和采樣精度的要求，給沖擊磨損的研究帶來了很大的障礙。因此，研制一種能夠滿足沖擊試驗機要求的高頻率、高精度、高同步率的數(shù)據(jù)采集設備對沖擊磨損的研究具有重要意義。分析了沖擊試驗機數(shù)據(jù)采集設備的功能要求和技術指標，設計了適用于各種平臺的數(shù)據(jù)采集設備和適用于沖擊試驗機的沖擊試驗機人機界面軟件。通過沖擊試驗機數(shù)據(jù)采集設備和人機界面軟件的協(xié)同操作，可以實現(xiàn)兩個位置編碼器通道和四個高頻率、高精度、高同步率的高精度ADC通道的采集，從中可以計算出沖擊接觸瞬間的接觸力、速度、能量、界面變形、接觸時間、能量耗散過程等一系列參數(shù)。此外，本文以碳纖維增強塑料(CFRP)層壓板為研究對象，通過改變沖擊速度來改變沖擊動能，并在循環(huán)低速沖擊實驗中研究其力學性能和磨損機理的影響。本文在沖擊試驗機數(shù)據(jù)采集設備開發(fā)方面的主要研究工作如下:分析沖擊試驗機數(shù)據(jù)采集設備在硬件功能設計上的不足，通過高性能STM32微控制器實現(xiàn)高頻率、高精度、高同步率的數(shù)據(jù)采樣功能，參考其他測試設備的要求，包括多位置編碼器和模擬信號輸入通道。完成相關模塊的選型、電路設計以及STM32單片機程序的設計和調(diào)試。沖擊試驗機人機界面軟件采用模塊化功能設計，包括設備控制、采集-存儲-控制、自動存儲、數(shù)據(jù)顯示和附加設備控制功能。人機界面軟件與沖擊試驗機數(shù)據(jù)采集設備連接，對相關設備進行功能測試。研究了碳纖維增強塑料(CFRP)層壓板在不同沖擊動能循環(huán)沖擊下的力學性能和磨損機理，得出以下結論:(1)在CFRP層壓板的單次沖擊磨損過程中，試樣的沖擊能量吸收率隨著沖擊速度的增加而增加，而沖擊頭與試樣的接觸時間隨著沖擊速度的增加而略有減少。(2)循環(huán)沖擊下CFRP層合板的磨損機理隨著沖擊速度的增加而變化。當沖擊速度較低時，沖擊界面的損傷形式主要是磨損。當沖擊速度較高時，沖擊界面的損傷形式為磨損、斷裂和分層。(3)累積吸收能量與磨損量和磨損痕跡投影面積有很高的相關性。(4)碳纖維層合復合材料在承受超過一定閾值的沖擊能量時，其損傷會累積，導致材料脫層失效。實驗結果表明，該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對沖擊實驗數(shù)據(jù)采樣具有良好的精度和實時性，實現(xiàn)了沖擊過程中能量耗散過程的準確計算。