Устройство для динамического нагружения оболочек Советский патент 1985 года по МПК G01N3/12 

Изобретение относится к области исследования устойчивости тонкостенных конструкций,- широко используемых в современных летательных аппаратах, судоприборостроении, маишностроении и строительстве. Известны устройства; для иссле дования динамических процессов,пред ставлягощие собой ударные трубы l . Наиболее близким по техническойсущности к данному являет-ся устройство для динамического нагружения, содержащее ударную трубу, один коне которой закрыт, а другой может быть OTKpibiTj и узел крепления оболочек p Недостатком известных устройств является то, что форму импульса давления (т.е. закон нагружения обо лочки) можно варьировать лишь в ограниченных пределах. Б частности, они не позволяют получить линейньй и квадратичный законы нагружения. Цель изобретения - расширение диапазона воспроизводимых нагрузок, полу11ение линейного и квадратичного законов нарастания нагрузки. Поставленная цель достигается тем, что устройство для динамического нагрз кения оболочек, содержаще ударную трубу, закрытую с одного конца, и- узел крепления оболочки, снабхсено цилиндрической камерой с внутренней стенкой, выполненной из звукопоглощающего материала, и сменной перегородкой, при атом одни основанием камера подсоединена чере сменнуго перегородку к oткpытo ry концу ударной трубы, а на другом ос новании с внутренней стороны установлен узел крепления оболочек. Для получения линейного закона нарастания нагрузки перегородка выполнена в виде плиты с отверстием, снабженной с внешней стороны камеры экраном с регулируемым заяором между экраном и плитой, а с внутрен :ней стороны-решеткой, причем полост между экраном и решеткой заполнена пористым материалом. Для получения квадратичного закона нарастания нагрузки перегородка вьтолнена в виде плиты с отверст ем, снабженной эластичной мембраной и перфорированным кзшолом с внутрен ней стороны, ограничивающим перемещение мембраны. На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - вьшолнение перегородки для получения линейного закопа нагружения на фиг. 3 - вы полнение перегородки для получения квадратичного закона нагружения-, на {)иг. 4 - законы изменения давления на срезе ударной трубы Аи Б,В в камере приставки при использовании перегородок фиг. 2 и 3 соответственно. Устройство для нагружения оболо- , чек содержит камеру высокого давления 1, диафрагму 2, канал ударной трубы 3, сменную перегородку 4 датчик давления 5, звукопоглощаюш;ий |слой.6, цилиндрическую камеру 7, плиту 8, экран 9, решетку 10 и пористый материал 11, Перегородка 4 может быть выполнена из эластичной мембраны 12 и перфорированного купола 13. Устройство работает следуюпщм образом. При разрыве диафрагмтя 2 сжатый ВО.ЗДУХ из камеры высокого давления 1 устремляется в канал ударной трубы 3, в котором формируется плоская ударная волна. Достигнув перегородки 4, ударная волна, отражается от нее и начинает двигаться в обратную сторону. С этого момента . до прихода волны разрежения давление на срезе ударной трубы остается практически постоянным (фиг.4, кривая А). При использовании перегородки по фиг. 2 ввиду разности давлений на срезе ударной трубы и в цилиндри ческой камере 7 воздух начинает проникать через перегородку 4 в цилиндрическую камеру 7, в результате чего давление в ней плавно повышается. Изменение давления регистрируется с помощью датчика 5. График изменения давления в камере приставки представлен кривой на фиг.4. Скорость нарастания давления в цилиндрической камере 7 можно изменять в широких пределах, регулируя величину зазора между экраном 9 и плитой 8. При использовании перегородки (фиг. 3) под действием разности давлений в камере 3 ударной трубы и в цилиндрической камере 7 начинается выпучивание мембраны. За счет изменения объема цилиндрической камеры 7 в ней увеличивается давление. Вследствие инерционности мембраны ее движение носит равноускоренный характер. Поэтому рост давления в цилиндрической камере 7 происходит по квадратичному закону (кривая В на фиг. i). При использовании данного устр ства по сравнению с известными ст новится возможной реализация нагружения оболочек давлением, возрастающим по линейному и квадрати ному законам со скоростями нагру24жения от единиц до тысяч МП в секунду. Подобные законы нагружения необходимы для экспериментальной проверки теоретических методов расчета динамической неустойчивости тонкостенных конструкций различных форм, используемых при конструировании летательных аппаратов, в судоприборостроенииу машиностроении и строительстве.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ ОБОЛОЧЕК, содержащее ударную трубу, закрытую с од кого конца, и узел крепления оболочек, отличающ.ееся тем, что, с целью расширения диапазона воспроизводимых нагрузок, оно снабжено цилиндрической камерой с внут1 , . Л +4 ренней стенкой, вьшолненной из звукопог ющающего натериала, и сменной перегородкой, при этом одним основаг нием камера подсоединена через сменную перегородку к открытому концу ударной трубы, а на другом основании с внутренней стороны установлен узел крепления оболочек. 2. Устройство по п. 1, о. т л ич а. го щ е е. с я тем, что, с целью получения линейного закона нарастания нагрузки, перегородка вьшолнена в виде плиты с отверстием, снабженной с внешней .стороны камеры I экраном с регулируемым зазором меж- . ду экраном и плитой, а с внутренней (Л стороны - решеткой, причем полость между экраном и решеткой заполнена пористым маГериалом. .3. Устройство по п. 1, о t л ичающееся тем, что, с целью получения квадратичного закона нарастания нагрузки, перегородка выполнена в виде плиты с отверстием снабженной эластичной мембраной и перфорированным куполом с внутренней стороны, ограничиваю151 1 перемещение мембраны. . и