Устройство для динамических испытаний материалов Советский патент 1984 года по МПК G01N3/313 G01N3/317 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для ислытаний образцов материалов на воздействие высокоскоростной динамической нагрузки. Известно устройство для динамических испытаний материалов, содержащее накопитель электрической энер гии, соединенный с накопителем инду тор и приспособление для закреплени образца испытуемого материала С13. Недостатками этого устройства являются невысокая для испытания некоторых материалов интенсивность нагруженйя и малая длительность дей ствия нагрузки, Наиболее близким к изобретению по технической суишости является устройство для динамических испытаний материалов, содержащее накопитель элект рической энергии с зарядным устройством, подключенный к нак пителю через разрядник взрывающийся проводник в виде фольги, держатель фольги и приспособление для крепления образца испытуемого материала Ударная волна, образующаяся при взр не фольги, при протекании через нее мощного импульса тока, нагружае образец испытуемого материала L2I. Недостатком известного устройства является низкая точность испытаний, связанная с практической невоз можностью установки тонкой металлической фольги (толщиной порядка см) с требуемой параллельностью к поверхности образца, что обусловлено неплоскостностью поверхности фольги, вследствие остаточных дефор маций и деформаций при установке фольги. Целью изобретения является повышение точности испытаний путем устранения нешюскостности фольги. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для динамичес ких испытаний материалов, содержаще накопитель электрической энергии с зарядным устройством, подключенный к накопителю через разрядник взрывающийся проводник в виде фольг держатель фольги и приспособление для крепления образца испытуемого материала, держатель фольги выполнен в виде диэлектрической подложки толщина сГ которой выбрана из услови 55 . где С - скорость звука в материале подложки; t - продолжительность взрыва фольги. Фольга плотно прилегает к поверхности диэлектрической подложки чем устраняется неплоскостность. Указанное условие выбора толщины подложки исключает влияние на профиль ударной волны отражения волны от свободной поверхности подложки. На чертеже изображено предлагаемое устройство для динамических испытаний материалов. Устройство содержит накопитель электрической энергии в виде конденсаторной батареи 1 с зарядным устройством 2, подключенный к батарее 1 через разрядник 3 взрывающийся проводник в виде фольги 4, держатель фольги в виде диэлектрической подложки 5, приспособление 6 для установки образца 7 испытуемого материала, аппаратуру 8 для управления и регистрации результатов испытаний и датчик 9 импульсного давлений. Толщина подложки 5 выбирается из усло.Cf , где С - скорость звука в материале подложки; t - продолжительность взрыва фольги. Поверхность диэлектрической подложки 5 обработана минимум по 7-у классу чистоты. Устройство для динa мчecкиx испытаний материалов работает следующим образом. Конденсаторная батарея 1 с помощью зарядного устройства 2 заряжается до выбранного напряжения. На диэлектрической подложке 5 закрепляется взрывная фольга 4, плотно прилегающая к ее поверхности. Это может обеспечиваться смачиванием поверхности фольги тонким слоем мащинного масла. В момент запуска блок синхронизации, входящий в состав аппаратуры 8, запускает эту аппаратуру и вьрабатывает импульс напряжения для управления работой разрядника 3. Разрядный ток , конденсаторной батареи 1 проходит через разрядник 3 и фольгу 4. Под его воздействием фольга 4 взрывается, образуется плоская ударная волна, воздействующая на испытуемый образец 7. Аппаратура 8-регистрирует профипь прошедшей через испытуемый образец 7 динамической нагрузки, а датчик 9 импульсного давления опреЭ1

деляет профиль воздействующего на образец 7 и диэлектрическую подложку 5 импульса давления.

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить точность испытаний поскольку изготовление и установка плоских поверхностей образца и подложки с точностью 10 см не представляет технической трудности, а это в свою очередь при получаемых при взрьше фольги скорое тях разлета ее материала см/с позволяет добиться величины минимального достоверного интервала профиля ударной нагрузки Atr (оцениваемого по разбросу измеряемых профилей импульсов давления при одинако149204

вьк условиях проведения испытаний) порядка 1 Н/с и продольной измеряемой скорости нагружения порядка 10 бар/с (для линейного размера об5 ласти измерения мм). Для известного устройства эти величины составляют соответственно Н/с. бар/с. Кроме того, увеличивается коэффициент использования энер10 гии взрыва фольги, так как энергия взрыва, поглощаемая подложкой и теряемая для испытаний, определяемая соотношением механических импедансов материала подложки и воздуха, на 2-3

15 порядка меньше энергии в воздупгаой ударной ванне, воздействующей на образец.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ, содержащее накопитель электрической энергии с зарядным устройством, подключённый к накопителю через разрядник взрывающийся проводник в виде фольги, держатель фольги и приспособление для крепления образца испытуемого материала,о тли чающее с я тем, что, с целью повьшения точности испытаний путем устранения неплоскрстности фольги, держатель фольги выполнен в виде диэлектрической подложки, толщина ( которой выбрана из условия 2 где С - скорость звука в материале подложки; t - продолжительность взрыва фольги.. 4 / //////