Стенд для ударных испытаний изделий Советский патент 1985 года по МПК G01M7/00 

(О

S

W

L

СТЕНД ДЛЯ УДАРНЫХ ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ по авт.св. № 1040364, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности воспроизведения ударной нагрузки при высоких скоростях разгона контейнера, на боковой стенке камеры,выполнено окно, закрытое разрушаемой мембраной, а стенд снабжен устройством разрушения мембраны в момент прохождения контейнером первой группы отверстий цилиндра.

ч

о со

4ih Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для ударных испытаний изделий. Цель изобретения - повьшение точности воспроизведения ударной нагруз ки при высоких скоростях разгона контейнера с испытуемым изделием. На чертеже изображен предлагаемьй стенд для ударных испытаний изделий. Стенд содержит контейнер 1 в виде поршня для размещения в нем испытуемого изделия 2, устройство для разгона контейнера 1 (не показано) и пневматическое тормозное устройство, включающее цилиндр 3, открытый с торца, обращенного к контейнеру 1, подвижно установленную в цилиндре 3 перегородку 4, образующую с ним замкнутую полость 5, фиксатор для удержания перегородки 4 в исходном положенин, выполненный в виде гибкого .элемента 6, соединенного одним концом с задней стенкой цилиндра 3, а другим - с перегородкой 4, и сообщенную с цилиндром 3 камеру 7, заполняемую сжатым газом через отверстие 8. Цилиндр 3 установлен внутри камеры 7 и выполнен с двумя группами отверстий 9 и 10 с равными суммарными площадями, сообщакнцих полости цилиндра 3 и камеры 7. Группа отверстий 9 размещена непосредственно за перегородкой 4, а первое из отверстий 10 - на расстоянии от перегородки 4, равном Jid . где Ч - козффициент, определяемый, исходя из прочности стенки цилиндра;, 5о - суммарная площадь одной груп пы отверстийJ R - внутренний диаметр цилиндра, ХГ - длина контейнера. В боковой стенке камеры 7 вьтолне но окно 11, закрытое разрушаемой мем браной 12, которая разрушается устройством разрушения мембраны 12 в момент прохождения контейнером 1 первой группы отверстий 9, включающим датчик 13 положения контейнера 1, нож 14 и привод ножа 15. Стенд работает следующим образом. Перегородка 4 устанавливается в исходное положение перед группой отверстий 9 и фиксируется гибким элементом 6. Через отверстие 8 от источника (на чертеже не показан) сжатый газ заполняет камеру 7 и полость 5 цилиндра 3. При достижении заданного давления газаотверстие 8 перекрывается. Разогнанный контейнер 1 с испытуемым изделием 2 входит в цИлиндр 3. Цри этом происходит адиабатическое сжатие воздуха в объеме, образованном контейнером 1, цилиндром 3 и перегородкой 4. При превышении давления воздуха в этом объеме величины давления газа, заключенного в полости 5 цилиндра 3 и камере 7, перегородка 4 ускоряется и движется со скоростью контейнера 1, так как масса перегородки во много раз меньше массы контейнера. При этом адиабатическое сжатие газа в полости 5 цилиндра 3 и камеры 7 происходит до тех пор, пока контейнер 1 не переместится на расстояние, при котором становится возможным истечение газа из полости камеры 7 в атмосферу через группу отверстий 9. Площадь второй группы отверстий to для обеспечения оптимальных условий торможения контейнера 1 (минимальный тормозной путь) должна изменяться по закону 3, FV -1Г Kof где F - площадь поперечного сечения полости тормозного цилиндра; 5 - текущая площадь второй группы отверстийi К - координата движения контейнера;у - удельный вес газа в полости тормозного цилиндра (g const) ; р - давление газа в полости ци линдра, определяемое уровнем тормозного ускорения, (P const); |W- - коэффициент расхода газа, V - скорость контейнера к мо менту начала работы второй группы отверстий, этот мо мент принят за начало отсчета j М - масса контейнера с испытуемым изделием(принимается,что 3 масса перегородки во раз меньше массы кон поэтому при анализе вается) ; t - текущее время. --.И (f - ускорение силы тяже KcCp/Cv Г Ср,Су- теплгемкости газа п янном объеме соотве Если в соотношение (2) обозначение Vj-i -J-E- , 1 К Р/V/ FP I 1 - -- - I KojufRT V М R - газовая постоянная Т - температура газа. При -t 0 из соотношения чим суммарную площадь 5 к пы отверстий 9 и 10 9 - Т ° Ke|ulRf Обозначив получим Откуда Следовательно, при увел скорости движения контейне 04 ходимо увеличивать cyм apнyю площадь 5 группы отверстий 9 и 10. Однако, если для увеличения суммарной площади отверстий 10 нет физических ограничений, то суммарная площадь группы отверстий 9 должна быть меньше или равна площади F поперечного сечения полости цилиндра 3 (так как после отверстий 9 газ поступает в атмосферу через начальный участок цилиндра 3, проходная площадь которого равна F). При превышении скорости контейнера 1 значения равного а предельном случае при 5 - F ) точность воспроизведения ударной нагрузки уменьшается. . Для устранения этого эффекта в момент прохождения контейнера 1 первой группы отверстий 9сигнал с датчика 13 поступает к приводу 13, которьй посредством ножа 14 разрушает мембрану 12, закрывающую окно 11. Это позволяет обеспечить при движении контейнера 1 необходимые условия истечения газа из полости 5 цилиндра 3 в атмосферу через переменную площадь группы отверстий 10, камеру 7, группу отверстий 9 и окно 11. В результате действия на передний торец контейнера 1 силы давления газа в предпоршневой полости 5 цилиндра 3, контейнер в конечном счете останавливается.