Стенд для динамических испытаний Советский патент 1991 года по МПК G01M7/00 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для испытаний изделий на воздействие динамической нагрузки.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения нагружения испытуемого изделия одновременно ударным импульсом с наложенными многочастотными колебаниями.

Поставленная цель достигается тем, что поршень служащий для размещения испытуемого изделия, снабжен многочастотным мембранным резонансным устройством, колебания которого возбуждаются одновременно с разгоном поршня.

На чертеже изображен стенд для динамических испытаний.

Стенд для динамический испытаний содержит ствол 1, установленный в нем полый поршень 2, служащий для размещения в нем испытуемого изделия 3, камеру 4 высокого давления, соединенную каналом 5 с каналом 6 с предпоршневой полостью 7 ствола, связанный с поршнем 2 шток 8, фиксатор поршня, выполненный в виде калиброванного разрывного элемента 9, один конец которого связан со штоком 8, а второй пропущен через отверстие 10 в задней стенке ствола 1, мембранное резонансное устройство, выполненное в виде связанных со штоком 8 нескольких последовательно расо о со

Јь

о

00

положенных мембран 11, имеющих разные собственные частоты, и скрепленных с наружным контуром мембран 11 масс в виде колец 12, внешний диаметр которых последовательно возрастает в направлении разгона поршня 2, приспособление для предварительной деформации резонансного устройства в виде навинченной на второй конец разрывного элемента 9 гайки 13 и ступенчатый упор 14. Каждое из колец 12 в исходном положении взаимодействует с соответствующей ступенью упора 14. Ствол 1 имеет отверстия 15 для связи с атмосферой, часть которых в соответствии с условиями заглушена резьбовыми пробками 16, а оставшаяся часть снабжена дроссельными калиброванными шайбами 17. В канале 5 установлена сменная впускная дроссельная шайба 18. Для улавливания поршня 2 с изделием 3 после испытаний служит тормозное устройство 19. Для связи камеры 4 с источником высокогр давления (не показан) служит отверстие 20. Все элементы стенда смонтированы на основании 21.

Стенд для динамических испытаний работает следующим образом.

В соответствии с условиями испытания изделия 3 в стволе 1 открываются отверстия 15 (путем вывинчивания резьбовых пробок 16). В открытие отверстия устанавливаются калиброванные дроссельные шайбы 17. В канале 5 устанавливается калиброванная впускная дроссельная шайба 18. В поршне 2 закрепляется испытуемое изделие 3, после чего поршень 2 устанавливается в стволе 1 в крайнее левое положение. При этом кольца 12 резонансного устройства, закрепленного на штоке 8, вводятся в контакт со ступенями упора 14 (по крайней мере одно из колец 12 вводится в непосредственный контакт с упором 14, а остальные первоначально могут устанавливаться с определенным зазором). Через отверстие 10 в задней стенке ствола 1 в шток 8 ввинчивается разрывной элемент 9 в виде резьбовой шпильки с калиброванным ослабленным сечением (операция установки шпильки в шток 8 может быть выполнена также в процессе установки изделия 3 в поршень 2, т.е. в положении поршня 2, когда он находится вне ствола 1). Путем навинчивания гайки 13 на шпильку обеспечивается определенная предварительной деформации упругих мембран 11 относительно упора 14. Усилие натяга, необходимое для сообщения упругим мембранам 11 резонансного устройства, заданной предварительной деформации, принимается несколько меньшим, чем усилие, необходимое для разрушения разрывного

элемента 9 по ослабленному калиброванному сечению.

От источника давления (не показан) через отверстие 20 сжатый газ (воздух) пода- ется в камеру 4. Затем отверстие 20 перекрывается, В этом состоянии устройство подготовлено для проведения испытания изделия 3.

При срабатывании клапана 6 сжатый 0 воздух из камеры 4 по каналу 5 через шайбу 18 поступает в предпоршневую полость 7. Давление воздуха в ней увеличивается. При определенной величине давления воздуха в полости 7 происходит разрушение разрыв- 5 ного элемента 9 (предварительно напряженного) по ослабленному сечению.

В момент разрушения разрывного элемента 9 возбуждаются колебания мембранного резонансного устройства (за счет 0 энергии предварительной деформации его упругих мембран 11), воздействию которых подвергается испытуемое изделие 3. Основные частоты колебания, которым подвергается изделие 3, определяются параметрами 5 упругих мембран 11 и колец 12, а максимальная амплитуда - величиной предварительной деформации мембран 11, так как последние получают предварительную деформацию в одном направлении. 0Одновременно с действием разночастотных (полигармонических) колебаний изделие 3 подвергается действию продольного ударного импульса, параметра которого формируются в процессе ускорен- 5 ного перемещения поршня 2 в канале ствола 1 под действием давления газа со стороны предпоршневой полости 7, которое ре улируется также за счет программируемого впуска и выпуска газа в процессе дви- 0 жения поршня 2 в канале ствола 1 через дроссельные шайбы 17 и 18,

После выхода поршня 2 из ствола 1 он улавливается тормозным устройством 19, выполненным, например, в виде размещен- 5 ных в направлении движения поршня 2 демпферов и масс (не показаны).

За счет снабжения поршня 2 мембранным резонансным устройством, имеющим несколько резонансных частот, и предвари- 0 тельного напряжения упругих мембран 11 через разрывной элемент 9 обеспечивается одновременное нагружение испытуемого изделия 3 ударным импульсом с наложенными многочастотными колебаниями, пзра- 5 метры которых регулируются независимо, при этом за счет предварительного нагруже- ния разрывного элемента 9, колебания возбуждаются практически одновременно с началом действия ударного импульса.

Формула изобретения Стенд для динамических испытаний, содержащий ствол, установленный в нем полый поршень, служащий для размещения в нем испытуемого изделия, камеру высокого давления, сообщенную каналом с клапаном с предпоршневой полостью ствола, связанное с поршнем мембранное резонансное устройство, фиксатор поршня, выполненный в виде калиброванного разрывного элемента, конец которого пропущен через отверстие в задней стенке ствола, приспособление для предварительной деформации резонансного устройства в виде навинченной на конец разрывного элемента гайки, размещенной на внешней поверхности задней стенки ствола, и упор, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем обеспечения нагружения испытуемого изделия ударным импульсом с наложенными

многочастотными колебаниями, он снабжен штоком, соединяющим поршень с разрывным элементом, резонансное устройство выполнено в виде нескольких последовательно расположенных мембран, имеющих

0 разные собственные частоты, и скрепленных с наружным контуром мембран масс в виде колец, внешний диаметр которых последовательно возрастает в направлении разгона поршня, упор выполнен ступенчатым, и каждое из колец взаимодействует в исходном положении с соответствующей ступенью упора.

Изобретение относится к испытательной технике. Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей путем нагружения изделия одновременно ударным импульсом с наложенными многочастотными колебаниями. Стенд содержит ствол 1, поршень 2, служащий для размещения в нем изделия 3, камеру 4 высокого давления, связанную каналом 5 с клапаном 6 с предпоршневой полостью 7 ствола 1, связанный с поршнем 2 шток 8, фиксатор поршня 2, выполненный в виде калиброванного разрывного элемента 9, мембранное резонансное устройство, выполненное в виде связанных со штоком 8 мембран 11, имеющих разные собственные частоты, и скрепленных с мембранами 11 масс в виде колец 12, приспособление для предварительной деформации резонансного устройства в виде навинченной на конец разрывного элемента 9 гайки 13 и ступенчатый упор 14. Каждое из колец 12 в исходном положении взаимодействует с соответствующей ступенью упора 14. При подаче газа в полость 7 происходит разрушение разрывного элемента 9. Поршень 2 начинает ускоренно перемещаться, формируя ударный импульс. Одновременно возбуждаются колебания резонансного устройства, за счет чего изделие 3 подвергается воздействию ударного импульса с наложенными многочастотными колебаниями. 1 ил.

20

/ //V7/ 5

5

А/