Стенд для испытаний образцов на высокоскоростное кручение Советский патент 1990 года по МПК G01N3/317 G01N3/22 

315

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам, служащим для испытания образцов материалов на кручение при импульсном приложении нагрузки.

Целью изобретения является повышение безопасности испытаний за счет выполнения возбудителя импульсного крутящего момента в виде подключенного к источнику импульсного тока индуктора с двумя электропроводными дисками и волноводной системы.

На чертеже изображен предлагаемый стенд для испытаний образцов на высо- коскоростное кручение.

Стенд содержит два захвата для закрепления испытуемого образца (не показаны), связанный с одним из захватов

стержень-волновод 1, служащий для передачи крутящего момента, и возбудитель импульсного крутящего момента, выполненный в виде кольцевого индуктора 2, подключенного через разрядник 3 к накопителю 4 электрической энергии, размещенных в направляющих 5 двух дисков 6 и 7 из электропроводящего материала и двух параллельных друг другу и расположенных в плоскости, перпендикулярной оси кручения, стержней-волноводов 8 и 9 одинакового волнового сопротивления.

В дисках 6 и 7 имеются одинаковые по размеру отверстия 10, выполненные в диаметрально противоположных частях

20

25

30

длины частей стержней- волноводов 8 и 9 от места их крепления к дискам 6 и 7 до места их связи со стержнем- волноводом 1 . Стенд работает следующим образом. При разряде накопителя 4 электрической энергии через разрядник 3 в индукторе 2 возникает быстро меняющееся магнитное поле, индуктирующее ток в дисках 6 и 7. Взаимодействие токов в дисках 6 и 7 с изменяющимся магнитным полем приводит к отталкива нию дисков 6 и 7 от индуктора 2. Дис ки 7 и 8 , имеющие одинаковую площадь передают одинаковые по величине импульсные усилия стержням-волноводам 8 и 9. Возбужденные в них волны нагрузки (сжатия в стержне-волноводе 9 и растяжения в стержне-волноводе 8)

этих дисков. Стержень-волновод 8 при- 35 за счет соответствующего подбора их

креплен к диску 6 и пропущен через центральное отверстие индуктора 2 и отверстие 10 диска 7. Стержень-волновод 9 прикреплен к диску 7. Между свободными концами стержней-волноводов 8 и 9 размещен связанный с ними стержень-волновод 1.

Для того, чтобы исключить появлеV

41

С,

FZPIC2

с

где

Р. и р,

0

и С„ F. и Р„ 1 4 И 1 4 0

0

плотности материалов стержней-волноводов 8 и 9 соответственно; скорости звука в материалах стержней-волноводов 8 и 9 соответственно ;

площади поперечных сечений стержней-волноводов 8 и 9 соответственно;

длины частей стержней- волноводов 8 и 9 от места их крепления к дискам 6 и 7 до места их связи со стержнем- волноводом 1 . Стенд работает следующим образом. При разряде накопителя 4 электрической энергии через разрядник 3 в индукторе 2 возникает быстро меняющееся магнитное поле, индуктирующее- ток в дисках 6 и 7. Взаимодействие токов в дисках 6 и 7 с изменяющимся магнитным полем приводит к отталкиванию дисков 6 и 7 от индуктора 2. Диски 7 и 8 , имеющие одинаковую площадь, передают одинаковые по величине импульсные усилия стержням-волноводам 8 и 9. Возбужденные в них волны нагрузки (сжатия в стержне-волноводе 9 и растяжения в стержне-волноводе 8)

0

материалов и геометрических размеров одновременно достигают места их связи со стержнем-волноводом 1 и импульсно закручивают его. Последний передает импульсную крутящую нагрузку испытуемому образцу. 1

Использование в качестве возбудителя импульсного крутящего момента

Изобретение относится к испытательной технике. Целью изобретения является повышение безопасности испытаний. Стенд содержит связанный с одним из захватов образца стержень-волновод 1 и возбудитель импульсного крутящего момента. Последний включает кольцевой индуктор 2, подключенный через разрядник 3 к накопителю 4 электрической энергии, размещенные в направляющих 5 два диска 6 и 7 из электропроводящего материала и два параллельных расположенных в плоскости, перпендикулярной оси кручения, стержня-волновода 8 и 9. В дисках 6 и 7 выполнены одинаковые по размеру отверстия 10. При срабатывании разрядника 3 в индукторе генерируется изменяющееся магнитное поле. При этом диски 6 и 7 импульсно отталкиваются от индуктора 2 и возбуждают в стержнях-волноводах 8 и 8 волны нагрузки. Их геометрические размеры и материалы подобраны таким образом, чтобы обеспечить одновременное достижение с равной массовой скоростью волны сжатия в стержне-волноводе 9 и волны растяжения в стержне-волноводе 8 места их соединения со стержнем волноводом 1. Индукционный возбудитель крутящего момента обеспечивает безопасность эксплуатации. 1 ил.

ние изгибных колебаний огержня-волно- дс удобного и безопасного при эксплуата- вода 1, необходимо, чтобы импульсы

ции индуктора с двумя электропроводящими дисками и двух связанных с ними стержней-волноводов (вместо зарядов взрывчатого вещества) повышает безопасность испытаний.

нагрузки, распространяющиеся по стержням-волноводам 8 и 9, достигали места их соединения со стержнем-волноводом 1 одновременно и с одинаковой массовой скоростью. Для этого геометрические размеры и материалы стержней-волноводов 8 и 9 должны удовлетворять условию одновременности

- 14/С2,

равенстве

и условию нений

удобного и безопасного при эксплуата-

ции индуктора с двумя электропроводящими дисками и двух связанных с ними стержней-волноводов (вместо зарядов взрывчатого вещества) повышает безопасность испытаний.

Формула изобретения

Стенд для испытаний образцов на высокоскоростное кручение, содержащий два захвата для закрепления испытуемого образца, возбудитель импульсного крутящего момента и связанным с одним из захватов стержень-волновод, служащий для передачи крутящего момента от возбудителя, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности испытаний, возбудитель импульсного крутящего момента выполнен в ви- де кольцевого индуктора, подключенного к источнику импульсного тока, размещенных в направляющих с торцовых сторон индуктора двух дисков из электропроводящего материала, в диаметрально противоположных частях которых выполнено по одному отверстию одинакового диаметра, и двух параллельных друг другу и расположенных в плоскости, перпендикулярной оси кручения, стержней-волноводов с одинаковым волновым сопротивлением, один конец каждого из которых связан с одним из дисков, а между другими концами размещен связан- ный с ними передающий крутящий момент стержень-волновод, причем стержень

волновод, связанный с дальним от места соединения стержней-волноводов диском, пропущен через отверстие другого диска и центральное отверстие индуктора, а материалы стержней-волноводов возбудителя и их геометрические размеры выбраны из условия

1,/С,

4

где С , и С4 - скорости звука в материалах первого и второго стержней-волноводов; 1 4 и 14 - длины частей первого и второго стержней-волноводов от места их крепления к дискам до места их связи со стержнем- волноводом, передающим крутящий момент.