Способ испытания объекта на ударную нагрузку Советский патент 1993 года по МПК G01M7/08 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам испытания объектов на воздействие ударных нагрузок, реагируемых в пневматических ударных стендах.

Известны способы испытания объектов на воздействие ударных нагрузок, реализуемые в пневматических ударных стендах.

Известно устройство для ударных испытаний, содержащее ствол с установленным в нём поршнем, служа щим для крепления испытуемого объекта, фиксатор поршня, привод для разгона партия, выполненный в виде камеры высокого давления, сообщенный с предпоршневой полостью ствола, и средства формирования ударного импульса. Средства формирования ударного импульса представляют собой выполненную в стволе по его длине систему отверстий, в части которых установлены сменные заглушки. Это устройство позволяет воспроизводить ударные импульсы ускорения

.различных форм. Недостаток описанного устройства заключается в том, что для воспроизведения ударных ускорений с высоким уровнем пикового значения необходим источник высокого давления, чтапрепятствует эксплуатации устройства в обычных производственных помещениях по условиям обеспечения безопасного выполнения работ по испытаниям объектов.

Известен способ испытания объекта на ударную нагрузку, по которому поршень с испытуемым объектом устанавливают в стволе разгонного устройства и подвергают объект ударному нагруженийэ путем передачи ему кйнетйЦеской энергии разгонного в СтвоДе сжатом газом поршня-бойка через воздушную полость. Пневматический стенд, имеет широкие эксплуатационные возможности в части формирования высоких уровней пиковых значений ударных ускорений без увеличения давления источника. Недостаток способа испытания объекта заключа 4 О J

ч

g

ы

ется в значительной трудоемкости испытаний.

Цель изобретения - уменьшение трудоемкости испытаний.

Поставленная цель достигается за счет того, что в способе испытания объекта на ударную нагрузку, по которому поршень с

испытуемым обьектом устанавливают в стволе разгонного устройства и подвергают объект ударному нагружению путем передачи ему кинематической энергии разгонного в стволе сжатым газом поршня-бойка через воздушную полость, в этом способе начальную длину воздушной полости задают по соотношению:

Сущность изобретения: испытуемый объект, размещенный в установленном в стволе разгонного устройства поршне, подвергают ударному нагружению путем передачи ему кинетической энергии поршня-бойка, разогнанного в стволе сжатым газом, через воздушную полость. Предложено соотношение для задания начальной длины воздушной полости в зависимости от массы поршня-бойка и его скорости в момент входа в воздушную полость, площади поперечного сечения ствола, пикового значения воспроизводимого ударного ускорения и начального давления в воздушной полости. 1 ил.

где L- начальная длина воздушной полости;

М - масса поршня-бойка, равна массе поршня с испытуемым объектом;

v - скорость поршня-бойка в момент входа в воздушную полость, равная заданному изменению скорости объекта за время ударного нагружения;

F - площадь поперечного сечения канала ствола;

Роф - начальное давление в воздушной полости, равное атмосферному давлению;

Ап- пикойое значение воспроизводимого ударного ускорения;.

К-показатель политропы, для воздуха К- 1,4;

Ра - атмосферное давление.

На чертеже представлена схема стенда, реализующего пример осуществления способа испытания объектов на ударную нагрузку.

Стенд содержит основание 1 установленный на основании ствол 2, размещенные в стволе поршень-боек 3 и поршень А для размещения испытуемого объекта 5, камеру высокого давления 6, сообщенную через клапан 7 с предпоршневой полостью 8 ствола 2, и ловушку 9 поршня 4 с испытуемым объектом 5. В стенде ствола 2 на участие разгона поршня-бойка 3 выполнены окна 10 для сброса газа, В стволе 2 между окнами 10 и поршнем 4 образована воздушная полость 11. Камера 6 соединена с источником давления (не показан) через отверстие 12.

Описываемый стенд работает следующим образом.

В стволе 2 устанавливается поршень- боек 3 и поршень с испытуемым объектом 5. При этом гарантируется необходимая длина воздушной полости 11, обеспечивающая воспроизведение заданных условий испытания объекта 5. Длина воздушной полости 11 определяется по выше приведенному соотношению. От источника давления через отверстие 12 сжатый газ (воздух) подается в камеру 6.

Затем отверстие 12 перекрывается. В этом соотношении стенд подготовлен к проведению испытания объекта 5, При срабатывании клапана 7 сжатый воздух из камеры 6 поступает в предпоршневую полость 8. Под

действием силы давления воздуха в полости 8 поршень-боек 3 разгоняется до определенной скорости на участке ствола до окон 10. Образующийся впереди поршня 3 уплотненный воздух сбрасывается через окна 10.

После прохождения поршнем 3 окон 10 он начинает сжимать воздух в полости 11 (в исходном состоянии воздух в стволе 2 находится под атмосферным давлением). Поршень-боек 3 динамически взаимодействует

с поршнем 4 для объекта 5 через воздушную полость 11 {воздушный упругий элемент). В момент максимального сближения поршней 3 и 4 формируется пиковое значение инерционного ударного ускорения, действующего на объект 5. После того, как между поршнями 3 и 4 произойдет полный обмен энергиями, поршень 4 приобретает максимальную скорость, а поршень 3 останавливается. После выхода поршня 4 из ствола 2

он затормаживается ловушкой 9 при допустимом для объекта 5 уровне тормозного ускорения. Ловушка 9 выполнена, например, в виде свободно размещенных в направляющих демпферов и масс. Благодаря

тому, что до проведения опыта начальную длину воздушной полости 11 задают по приведенному выше соотношению, достигается уменьшение трудоемкости при испытаниях объекта за счет уменьшения количества настроенных опытов.

Формула изобретения Способ испытания объекта на ударную нагрузку, по которому поршень с испытуемым объектом устанавливают в стволе разгонното устройства и подвергают объект ударному нагружению путем передачи ему кинетической энергии разогнанного в стволе сжатым газом поршня-бойка через воздушную полость, отличающий с я тем, что, с целью уменьшения трудоемкости, начальгде L - начальная длина воздушной полости;

М - масса поршня-бойка, равная массе поршня с испытуемым объектом;

v-скорость поршня-бойка в момент входа в воздушную полость, равная заданному изменению скорости объекта за время ударного нагружения;

V

« 6 7

Q

I

I

ную длину воздушной полости задают по соотношению

F - площадь поперечного сечения канала ствола;

- начальное давление в воздушной полости, равное атмосферному давлению;

An - пиковое значение воспроизводимого ударного ускорения;

К-показатель политропы, для воздуха К-1,4;

Ра - атмосферное давление.

н

5 Ч

L

I