落锤测试系统加载应变率较低，一般为10～102 s-1，是对弹道枪测试系统和霍普金森压杆测试系统很好的补充。
落锤测试系统的主要加载装置为立式落锤仪，基本结构如图5.6所示。其主要由两个互相平行带高度标尺的固定立式导轨组成，落锤可在电机控制下沿导轨自由升降。落锤正下方设置钢制砧板，用于放置待测材料试样。测试原理为，首先按测试要求，将一定重量的落锤升到预定高度，然后以自由落体方式释放，撞击放置在底座砧板上的待测试样，通过观测试样点火及反应状态，可分析在高应变率加载下活性毁伤材料的力化耦合响应行为。根据试样在撞击作用下发生反应所对应的落锤下落高度（落高），通过爆炸百分数法、上下限法及特性落高法，表征材料撞击感度。
图5.6 立式落锤仪基本结构
1—落锤；2—电磁铁；3—伺服电机；4—控制器；5—防护箱；6—砧板；7—标尺
1.爆炸百分数法
爆炸百分数法通过多次落锤加载测试中活性毁伤材料发生点火次数的百分比来表示材料的撞击感度。一般通过一定质量的落锤在一定落高下进行20次撞击实验，计算获得活性毁伤材料点火的爆炸百分数。
2.上下限法
撞击感度的上限指活性毁伤材料以100％概率发生点火的最小落高H100，下限指材料以100％概率不发生点火的最大落高H0。其一般通过一定质量的落锤在一定落高下进行10次平行实验确定。
3.特性落高法
特性落高指活性毁伤材料以50％概率点火时对应的落高H50。其一般通过进行20次撞击实验，根据数理统计中的“阶梯法”计算获得。
特性落高H50的计算方法为(www.xing528.com)
或
式中，A为20次实验中的最低落高，单位为cm；B为实验间隔，单位为cm；D为20次实验中发生爆炸的次数；D′为20次实验中不发生爆炸的次数；i为落高水平序数，计算时为0，1，…，i；ci为在某一落高下发生爆炸的次数；
为在某一落高下不发生爆炸的次数。
传统落锤测试系统仅能根据点火现象获得与活性毁伤材料撞击感度相关的特性落高等参量。为提升高应变率加载过程中试样响应行为的可观测性，可采用一种改进的加光路落锤测试系统，如图5.7所示。
图5.7 加光路落锤测试系统
1—锤头；2—反射镜；3—钢化玻璃砧板；4—反射镜；5—砧座；6—试样
加光路落锤测试系统的主要特点在于，在传统落锤金属锤头及砧板上，安装反射镜和透明钢化玻璃。测试中，在合适高度设置光源，试样置于钢化玻璃砧板上。加载时，钢化玻璃锤头撞击试样，光源光线通过反射镜透过钢化玻璃砧板，再经砧板底部反射镜进入高速摄影仪，光源与高速摄影仪之间形成完整光路。试样变形、破坏、点火、反应等过程均可通过高速摄影仪记录，从而为分析活性毁伤材料冲击点火及力化耦合响应行为提供更多依据。
另一种多参数测量落锤测试系统如图5.8所示，主要改进为，落锤冲击试样产生的接触力由直接安装在锤头及砧板上的力传感器测量，并经电荷放大器记录。落锤自由下降，初始速度采用反射型光纤传感器测量；试样在冲击过程中产生的变形由激光测距传感器实时采集，时域信号经处理可得变形量。通过测得的冲击力、速度和试样变形，可对动态响应过程进行定量分析。
图5.8 多参数测量落锤测试系统
1—直流电机；2—导柱；3—横梁；4—电磁吸盘；5—落锤；6—力传感器；7—铝冲击头；8—光纤传感器；9—激光测距传感器；10—试样；11—标尺
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