Устройство для испытания изделий гидравлическим давлением Советский патент 1993 года по МПК G01N3/12 

Изобретение относится к устройствам для испытания изделий гидравлическим давлением.V . .

Известно.устройство для испытания гидравлическим давлением, содержащее запол- ненную жидкостью кювету с испытуемым образцом, оптический квантовый генератор (ОКГ), оптически связанный с системой фокусирующих линз, установленной между кюветой и ОКГ. В кювете, на Оптической оси ОКГ, установлена с возможностью перемещения непрозрачная заслонка. С ней связаны измерительная шкала для определения ее местонахождения и предельный фиксирующий элемент, предназначенный для удержания заслонки в заданном положении и выполненный, например, в виде тонких нитей, .., ... ..-. .. .. : ; -

Однако область применения известного устройства ограничена, так как с его помощью сложно получить нагрузки в широком диапазоне. Это объясняется тем, что характеристики давления (амплитуда, частота пульсаций, время действия) зависят от энергии и длительности импульса ОКГ и теп- лофизических характеристик материала заслонки. Изменение нагрузки за счет регулирования параметров ОКГ позволяет получать давления до 106 Па и слабо влияет на временной параметр. Смена материала мишени дает возможность изменять нагрузку во времени (10-107 и незначительно - по амплитуде функциональные возможно-; сти известного устройства невысоки.

Цель изобретения - повышение функ- цйональных возможностей установки.

Поставленная цель достигается тем, что в, известном устройстве расширен диапазон амплитудно-временных характеристик воспроизводимых нагрузок за счет того, что непрозрачная заслонка помещена .в капсулу с наполнителем, причем вся поверхность капсулы или ее часть является упругой или выполнена многослойной с упругим участком, а наполнителем может быть газ, жид- кость или твердое вещество.

На фиг. 1-3 показаны соответственно общая схема, модификации капсулы, виды реализуемых нагрузок.

Устройство состоит (см, фиг. 1)иззапол- ненной жидкостью кюветы 1 для размещения испытуемого изделия 2. Оптический квантовый генератор 3 связан с призмой полного внутреннего отражения 4 и системой фокусирующих линз 5; По ее оптической оси, вблизи фокуса установлена с возможностью перемещения вдоль этой оси Оптическая непрозрачная заслонка 6, помещенная в капсулу 7. С последней связаны измерительная шкала 8 и предельный фиксирующий элемент 9, предназначенный для удержания капсулы с заслонкой в заданном положении и выполненный, например, в виде тонких нитей.

Возможны, например, следующие модификации капсулы для размещения заслонки, позволяющие реализовать разные виды нагрузки (см. фиг. 2), обусловленные наличием конструктивных особенностей, указанных в п:п. 2-4 формулы изобретения. Стенки капсулы 7 могут быть выполнены из упругого материала (стекло, металл, керамика) (фиг. 2а) с оптически прозрачным участком 10, или многослойными, с упругими 11 и пластическим слоями 12, но со вставкой из упругого материала 13 (фиг. 26). В обоих случаях в капсулах предусмотрены оптические прозрачные участки 14 для подвода излучения ОКГ.

Внутренняя полость капсулы может заполняться наполнителями - веществами с различными физико-механическими и теп- лофизическими свойствами, Смена материала упругой стенки капсулы или вставки и наполнителя дает возможность воспроизводить в жидких средах импульсные нагрузки разного вида. На фиг. 3 приведены типичные осциллограммы давления соответственно для случаев, когда наполнителями является воздух, а стенка капсулы была выполнена из стекла (фиг. За) и осциллограмма, полученная при использовании в качестве наполнителя - глицерина (фиг. 36).

Устройство для испытания изделий работает следующим образом.

В кювете 1, заполненной жидкостью, устанавливают испытываемое изделие 2. На заданном расстоянии от него размещают капсулу 7 с непрозрачной заслонкой 6, которая фиксируется в пространстве с помощью соответствующего предельного элемента. После срабатывания ОКГЗ происходят мгновенный нагрев и испарение заслонки с наполнителем с последующим взрывом капсулы 7. За короткое время (до 10 с) в рабочей среде создается пульсирующий ларогазовый коллапс, что приводит к возникновению волны давления. Указанная нагрузка действует на испытываемое изделие 2. Эпицентром нагрузки будет центр заслонки. От него во все стороны распространяется волна сжатия. В устройстве реализуется нагружение конструкции импульсами давления различной деятельности и амплитуды (см. фиг. 3).

: В случае использования капсулы, как на фиг .. 2а, а жидкости формируется волна давления,близкая по форме к сферической. Нагрузка распространяется во всех направлениях одинаково. Волна сжатия.

сформировавшись в результате теплового взрыва заслонки, переходит в наполнитель. Его расширение приводит к разрушению капсулы и окончательному формированию нагрузки в заполняющей кювету жидкости.

В случае использования капсулы как на фиг. 26 удается создать волну давления в заданном направлении. При этом разрушается не вся капсула, а лишь упругий участок. За счет того, что капсула выполнена многослойной, причем внутренний слой - из пластического, поглощающего колебания наполнителя материала, в жидкости, заполняющей кювету, возникает волна давления от разрушения упругого участка капсулы. Она распространяется через образовавшееся отверстие в направлении от центра капсулы. При этом исключается возможность передачи колебаний в Жидкость через всю поверхность капсулы.

В зависимости от вида наполнителя удается получать разные нагрузки, так как вещества с разными физико-механическими и температурными характеристиками под действием одних и тех же возмущений (импульс ОКГ) испускают в окружающую среду колеба - ния разного вида. Таким образом, не меняя аппаратурной цепочки в испытательной схеме, удается повысить функциональные возможности всего испытательного комплекса путем создания импульсов давления разной амплитудно-частотной характеристики.

Временные параметры нагрузки определяются материалом наполнителя и капсулы и не только не снижают интенсивности создаваемых возмущений, но в некоторых

случаях (наполнитель - нитроглицерин, ртуть, порох) даже усиливают.

Кроме того, при неизменной аппаратурной цепочке испытательного комплекса; ОКГ- оптическая схема - капсула-изделие,

появляется возможность получать направленную волновую нагрузку. Такой Тип нагрузки,1принципиальнЬ отличается от нагружения, описанного выше. Создается возможность реализовать два типа нагружения вместо одного.

Изменение материала капсулы неизбежно приведет к изменению параметров возмущений, реализуемых в данном устройстве. Появляется дополнительная возможность влиять на параметры нагрузки. К тому же использование различных. Материалов для капсул, как минимум, на порядок расширяет диапазон воспроизводимых нагрузок по временному параметру.

Таким образом, использование капсулы с наполнителем существенно повышает функциональные возможности устройства. Это проявляется в том, что без установки дополнительной аппаратуры или изменения

аппаратурной цепочки появляется возможность эффективно регулировать испытательную нагрузку.

Использование: испытание изделий гидравлическим давлением. Сущность: устройство для испытания изделий содержит оптический квантовый генератор, систему фокусирующих линз, оптически связанную с генератором, оптически непрозрачную заслонку б, установленную на оптической оси квантового генератора. Непрозрачная заслонка 6 помещена в капсулу 7 с наполнителем. Вся поверхность капсулы 7 или ее часть является упругой или выполнена многослойной с упругим участком 13. Наполнителем может быть газ, жидкость или твердое веще ство. 3 з.п,ф-лы. 3 ил.

Ф о рмул а изобретен ия 1. Устройство для испытания изделий гидравлическим давлением, содержащее кювету, заполненную жидкостью для размещений испытуемых изделий, однаиз стенок которой выполнена с оптически прозрачным участком, оптический квантовый генератор, расположенный вне кюветы, систему фиксирующих линз, установленную между прозрачным участком кюветы и квантовым генератором и оптически связанную с ними, оптически непрозрачную заслонку, установленную в кювете на оптической оси квантового генератора с возможностью перемещения вдоль оси, измерительную шкалу положения заслонки и предельный фиксирующий элемент заслонки, отл ича- ю щ е е с я тем, что, с целью расширений

технологических возможностей путем расширения диапазона амплитудно-временных характеристик воспроизводимых нагрузок, оно снабжено капсулой с наполнителем - газообразным, жидким илм твердым веществом, и с упругой поверхностью, а неп розрачная заслонка размещена в капсуле. :. : .. :- ;. . ..:.

фие.3

Составитель А. Полишкб Техред М.Моргентал

Корректор Л. Пилипенко