Стенд для динамических испытаний оболочки на устойчивость Советский патент 1990 года по МПК G01M7/00 

10

15

1585701

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам для динамических иснытаний оболочек на устойчивость.

Цель изобретения - расширение диапазона вопроизведения циклической нагрузки стенда путем обеспечения независимости нагрузки на источник виброколебаний от величины статического давления на оболочку.

На чертеже изображена схема предлагаемого стенда..

Стенд содержит основание 1, рабочую камеру 2, на крышке 3 которой закреплена упругая мембрана 4 с установленными на ней. сменными грузами 5. Стенд снабжен направляющими 6, предназначенными для перемещения рабочей камеры в вертикальном направлении и упругими компенсаторами веса рабочей камеры, выполненными в виде пружин 7, установленных между регулируемыми упорами направляющих 6 и основанием 1. Рабочая камера 2 своим торцом 8, противоположным упругой мембране 4, закреплена на источнике 9 виброколебаний. Стенд содержит источник статического давления, -состоящий из насоса 10 и источника 11 постоянного давления, например газогидравлического аккум 4лятора, сообщенного с насосом посредством обратного клапана 12. Полость камеры посредст-/

20

25

30

стенками, испытываемой оболочкой 22 и упругой мембраной 4, заполняют жид костью. Все камеры 2 с жидкостью и грузами 5 компенсируют путем натяжения пружин 7. Насоеом 10 жидкость нагнетается под давлением в гидравлический источник 11 постоянного давления, сжимая при этом находящийся в нем воздух. Затем открывают вентиль 13 и создают в рабочей камере 2 постоянное давление, меньшее, чем критическое давление Для данной испытуемой оболочки 22. После этого вентиль 13 закрывают и включают источник 9 виброколебаний. В результате камера 2 и упругая мембрана 4 вместе с грузами 5 совершают .колебательное движение, создавая при этом в рабочей камере 2 симметричную или несимметричную циклическую нагрузку. Таким образом, на испытуемую оболочку 22 будет действовать -нагрузка, величина которой равна сумме статической и циклической составляющих. Величина циклической составляющей нагрузки зависит от частоты и амплитуды колебаний набора грузов. В результате, изменяя частоту и амплитуду колебаний грузов 5, доводят испытуемую оболочку 22 до разрушения и определяют области неустойчивости.

|При испытании оболочки на ста- тическую устойчивость при внешнем

вом вентиля 13 сообщена с выходом ис- 35 статическом с давлении стенд работа40

точника постоянного давления. Рабочая камера 2 снабжена узлом 14 нагруже- ния динамическим давлением, содержа- 1ЦИМ две последовательно расположенные мембраны 15 и 16, мерную шайбу 17 и вентиль 18, посредством которого полость между мембранами 15 и 16 сообщена с атмосферой. Источник 11 давления сообщен с межмембранной полостью посредством вентиля 19 и дросселя 20. 5 Мерная шайба 17 сообщена с источником .давления посредством вентиля 19. В полости рабочей камеры 2 установлен рассекатель 21. Испытуемая оболочка 22 закреплена внутри камеры.

Стенд работает следующим образом.

При испытании оболочки На динамическую устойчивость .при циклически изменяемом внешнем давлении испытуемую оболочку 22 при помощи средств крепления устанавливают внутри рабочей камеры 2 на торце 8. Закрывают вентили 13 и 19. Внутреннюю полость рабочей камеры 2, образованную ее

ет следующим образом. Испытуемую оболочку 22 закрепляют на днище внутри камеры 2 аналогичным образом, который описан в испытании на динамическую устойчивость. Заполняют полость рабочей камеры.2 жидкостью. При помощи насоса 10 нагнетают жидкость в гидравлический источник 11 постоянного давления, затем, открывая вентиль 13, увеличивают статическое давле- - ние в рабочей камере 2 до тех пор, пока испытуемая оболочка 22 не потеряет устойчивость.

При испытании оболочки на динами- JQ ческую устойчивость под действием

внешнего давления стенд работает следующим образом. Испытуемую оболочку 22 закрепляют на крьш1ке 3 рабочей камеры 2 и устанавливают гидравлический рассекатель 21. Закрывают вентиль 13, открьгоают вентиль 19 и заливают жидкостью полость рабочей камеры 2. Затем насосом 10 под давлением жидкость нагнетается в гидравличес55

0

5

0

5

0

стенками, испытываемой оболочкой 22 и упругой мембраной 4, заполняют жидкостью. Все камеры 2 с жидкостью и грузами 5 компенсируют путем натяжения пружин 7. Насоеом 10 жидкость нагнетается под давлением в гидравлический источник 11 постоянного давления, сжимая при этом находящийся в нем воздух. Затем открывают вентиль 13 и создают в рабочей камере 2 постоянное давление, меньшее, чем критическое давление Для данной испытуемой оболочки 22. После этого вентиль 13 закрывают и включают источник 9 виброколебаний. В результате камера 2 и упругая мембрана 4 вместе с грузами 5 совершают .колебательное движение, создавая при этом в рабочей камере 2 симметричную или несимметричную циклическую нагрузку. Таким образом, на испытуемую оболочку 22 будет действовать -нагрузка, величина которой равна сумме статической и циклической составляющих. Величина циклической составляющей нагрузки зависит от частоты и амплитуды колебаний набора грузов. В результате, изменяя частоту и амплитуду колебаний грузов 5, доводят испытуемую оболочку 22 до разрушения и определяют области неустойчивости.

|При испытании оболочки на ста- тическую устойчивость при внешнем

5 статическом с давлении стенд работастатическом с давлении стенд работа

ет следующим образом. Испытуемую оболочку 22 закрепляют на днище внутри камеры 2 аналогичным образом, который описан в испытании на динамическую устойчивость. Заполняют полость рабочей камеры.2 жидкостью. При помощи насоса 10 нагнетают жидкость в гидравлический источник 11 постоянного давления, затем, открывая вентиль 13, увеличивают статическое давле- - ние в рабочей камере 2 до тех пор, пока испытуемая оболочка 22 не потеряет устойчивость.

При испытании оболочки на динами- ческую устойчивость под действием

внешнего давления стенд работает следующим образом. Испытуемую оболочку 22 закрепляют на крьш1ке 3 рабочей камеры 2 и устанавливают гидравлический рассекатель 21. Закрывают вентиль 13, открьгоают вентиль 19 и заливают жидкостью полость рабочей камеры 2. Затем насосом 10 под давлением жидкость нагнетается в гидравличес

кий источник 11 давления и в полост образованную мембранами 15 и 16, прчем давление в этой полости за счет дросселя 20 нагнетается до величины равной половине давления в -гидравлическом источнике 11, после чего закрывают дроссель 20. Затем при помощи вентиля 18 полость между мембранами 15 и 16 соединяют с атмосферой, в результате чего давление в этой полости падает, что приводит к увеличению напряжений в мембране 16 и к ее разрушению,(затем аналогично разрушается и мембрана 15). За счет деформации испытуемой оболочки 22 жидкость через мембранную шайбу 17 перетекает в полость рабочей камеры 2, создавая заданное динамическое давление. На входе в рабочую камеру 2 гидропоток разделяется рассекателе 21 на две части. Одна часть движется между оболочкой 22 и внутренней поверхностью рассекателя 21, а другая часть - между наружной поверхностью рассекателя 2-Г и стенкой рабочей камеры 2. При движении жидкости вдоль образующей оболочки 22 ско- рость изменения давления увеличивается за счет изменения площади сечения канала между оболочкой 22 и рассекателем 21, что приводит к более равномерному распределению давления вдоль образующей оболочки 22. Для предотврщения гидравлического удара, который может возникнуть, когда волна давления дойдет до конца оболочки 22, на рассекателе 21 (у широкого его основания) выполнена перфорация, выравнивающая давление по обе его стороны

to

5

0

S

0

При динамических испытаниях оболочек под действием циклически изменяемого внешнего давления рабочая камера с испытуемой оболочкой будет совершать вертикальные колебательные движения относительно положения статического равновесия. При этом осе- вая нагрузка, воспринимаемая источником виброколебаний, не зависит от веса камеры и статического давления жидкости в ней. Формула изобретения

Стенд для динамических испытаний оболочки на устойчивой:ть, содержащий основание, установленный на нем источник виброколебаний, рабочую камеру с узлами крепления испытуемой оболочки, источник статического давления

и узел нагружения динамическим давлением, сообщенные с камерой, и упругую мембрану, закрепленную на ее торце, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона воспроизведения циклической нагрузки путем обеспечения независимости нагрузки на источник виброколебаний от величины статического давления, он снабжен направляющими, предназначенными для перемещения рабочей камеры в вертикальном направлении, упругими компенсаторами веса рабочей камеры, установленными между рабочей камерой и основанием, и сменными 5 инерционными грузами, установленными на упругой мембране, а рабочая камера закреплена на источнике вибро- колебаний своим торцом, противоположным упругой мембране.

0

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для динамических испытаний оболочек на устойчивость. Целью изобретения является расширение диапазона воспроизведения циклической нагрузки путем обеспечения независимости нагрузки на источник виброколебаний от величины статического давления на оболочку. На основании 1 установлена камера 2 с испытуемой оболочкой 22. В полости камеры 2 источником 11 создают заданное статическое давление. Источником 9 виброколебаний посредством грузов 5, установленных на упругой мембране 4, создают колебания давления в камере, нагружая оболочку циклически измеряемым внешним давлением. Изменяя амплитуду и частоту колебаний, доводят испытуемую оболочку 22 до разрушения и определяют области неустойчивости. При этом нагрузка на источник 9 виброколебаний не зависит от величины статического давления в камере 2, что обеспечивает широкий диапазон воспроизведения нагрузок на испытуемую оболочку. 1 ил.