Способ определения ударных адиабат низкоплотных материалов и устройство для его осуществления Советский патент 1985 года по МПК G01N3/30 

;v

00 4ib

tf.S

CD

О Cb Изобретение относится к средствам измерение и может быть использовано для исследования прочностных свойств материалов. Известен способ определения ударных адиабат низкоплотных материалов, заключающийся в том, что измеряют время распространения фронта ударной волны в исследуемом образце и исполь зуют его для определения параметров адиабаты fll. Известно устройство для осуществления способа определения.ударных диабат, содержащее размещаемый на поверхности образца первый датчик скорости ударной волны и помещенный в исследуемый образец на заданную глубину второй датчик скорости ударной волны с 11. Каяздый датчик регистрирует момент прихода ударной волны и массовую скорость в образце. Давление Р и степень сжатия образца за фронтом ударной волны вычис ляется по формулам .- - , prpoDb Ро D-U где f плотность материала иссле дуемого образца в исходно состоянии; плотность материала иссле дуемого образца в ударной волне; скорость ударной волны; массовая скорость материа ла образца. Недостатком известного способа и устройства для его осуществления является низкая точность определени степени сжатия и, следовательно ударной адиабаты, так как скорость ударной волны D и массовая скорост и близки по величине, а раздельное их измерение приводит к погрешности до 50%. Цель изобретения - повьшение точ ности путем непосредственного измерения разности ударной и массовой скоростей. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения ударных адиабат низкоплотных ма териалов, заключающемуся в том, что измеряют время распространения фрон та ударной волны в исследуемом образце и используют его для определе ния параметров адиабаты, измеряют временной интервал за фронтом ударной волны, соответствующий деформации образца до заданного размера. При этом устройство для осуществления способа определения ударных адиабат, содержащее размещаемый на поверхности образца первый датчик . скорости ударной волны и помещенный в исследуемый образец на заданную глубину второй датчик скорости ударной волны, снабжено контактной пластиной, размещаемой на той же поверхности образца и предназначенной для взаимодействия с контактом второго датчика, выполненного игольчатым. На фиг. 1 показана блок-схема устройства; на фиг. 2 - осциллограмма, соответствующая измеряемым временным интервалам; на фиг. 3 - t-x-диаграмма процесса распространения ударной волны в обследуемом образце. Устройство, реализующее способ определения ударных адиабат низкоплотных материалов, содержит метатель ный блок 1, зкран 2, размещаемый на поверхности образца 3, первый плоский электроконтактный датчик, состоящий из пластин 4 и 5, помещенный в образец 3 на заданную грубину Н, второй электроконтактный датчик, состоящий из плоского 6 и игольчатого 7 контактов, третью плоскую контактную пластину 8, размещаемую на той же поверхности образца 3, что и пластины 4 и 5 первого датчика, резисторы 9, 10, It и 12, включенные соответственно между третьей пластиной 8 и игольчатым контактом 7, последним и плоским контактом 6 второго датчика, последним и первой пластиной 4 первого датчика, последним и импульсным . источником 13 тока. Вторая пластина 5первого датчика и пластина 6 второго датчика закорочены, выход импульсного источника 13 тока подюгйочен к осциллографу 14. I Способ заключается в следующем. С помощью метательного блока 1 возбуждают плоскую ударную волну, Которая вводится через экран 2 в исследуемьй образец 3. При распространении ударной волны по образцу 3 происходит последовательное замыкание пластин 4 и 5 первого датчика (точка О на фиг. 2). Затем, когда фронт ударной волны распространяется на глубину HQ, замыкаются контакты 6и второго датчика. Игольчатый контакт 7 изготовлен из проводящего материала, динамическая жесткость которого более чем в 5 раз превосходит динамическую жесткость образца 3, поэтому за фронтом волны контакт 7 остается неподвижным, этот момент соответствует точке 1 на осциллограм ме (фиг. 2). В результате деформации образца 3 за фронтом ударной волны поверхность, на которой размещена контактная пластина 8, подходит к контакту 7 и замыкается на него -(точ ка 2 на фиг, 2). При замыкании контактов датчиков последовательно зако рачиваются резисторы 9 - 11, что и вызывает отклонение луча осциллографа 14 (фиг. 2). По времени отклонения луча осциллографа 14 определяют временные интервалы, пропорциональные скорости Т) ударной волны, массовой скорости и и разности этих скоростей Т) -U.I На фиг. 3 на x-t-диаграмме 01 соответствует траектории движения фрон та ударной волны, траектории поверхности образца. По отклонению луча осциллографа 14 оцределяют t как t t(i) {ol-tj i((o}-- , а формула степени сжатия d приобретает вид: .1±;. . Л1 at Таким образом, параметры D,.U,(j определяются соответственно по формулам 4 и 6, а давление р за фронтом ударной волны - по формуле - , ., Основным преимуществом спосбба и осуществляющего его устройства является повышение точности определения степени сжатия низкоплотных материалов за фронтом ударной волны. Относительная ошибка S определения степени сжатия вычисляется по . формуле i )2 + {tj2где (At) - относительная ошибка определения времени At; (At) - относительная ошибка определения времени t. Таким образом, относительная ошиба определения степени сжатия по даному способу не зависит от степени жатия, поэтому при( (для низколотных материалов образцов) точность

1. Способ определения ударных адиабат низкоплотных материалов, заключающийся в том, что измеряют время распространения фронта ударной волны в исследуемом образце и используют его для определения параметров адиабаты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем непосредственного измерения разности ударной и массовой скоростей, измеряют временной интервал за фронтом ударной волны, соответствующий деформации образца до заданного размера. 2. Устройство для осуществления способа определения ударных адиабат, содержащее размещаемый на поверхности образца первый датчик скорости ударной волны и помещенный в исследуемый образец на заданную rjiy6HHy второй датчик скорости ударной волны, отличающееся тем,, что оно снабжено контактной пластиной, размещаемой на той же поверх(Л ности образца и предназначенной для взаимодействия с контактом второго датчика, выполненного игольчатым.

0е/1.2

2

(РигЗ