Устройство для динамических испытаний кольцевых образцов Советский патент 1979 года по МПК G01M3/30 

54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ КОЛЬЦЕВЫХ ОБРАЗЦОВ

Изобретение относится к области испытательной техйики, а именно к устройствам для динамических испытаний кольцевых образцов. Известно устройство для динамичес ких испытаний кольцевых образцов, со держащее обойму, установленные в обо му стаканы, между которыми располагается образец из высокопластичного вешества, столбик, заполняющий образец, и диск, соударяющийся со столби ком 1. В результате удара в столби ке возникает и распространяется удар ная волна, давление в которой нагружает испытуемый образец. Недостатком устройства является одноразовое использование столбика и высокопластичного вещества, разрушае мого в процессе испытаний. Наиболее близким по т хнической сущности к изобретению является устройство для динамических испытаний кольцевых образцов, содержащее емкост ной накопитель электрической энергии располагаемый внутри образца цилиндрический индуктор и разрядник для подключения индуктора к накопителю электрической энергии 2. Цилиндрический индуктор представляет собой жесткий цилиндрический каркас с навитой на его наружную поверхность епиралью из материала -с высокой электропроводностью. Осесиммётрическое нагружение образца осуществляется радиальными электродинамическими усилиями, возникающими при взаимодействии импульсного тока, протекающегЬ .по спирали индуктора, с током в образце,индуктированным током в индукторе. Такое устройство не обеспечивает достаточной точности испытаний, что вызвано неоднородностью радиального усилия,действующего на образец вдоль образующей индуктора. Источником неоднородности электродинамических усилий является неоднородность магнитного поля в зазоре индуктор-образец вследствие дискретного шага намотки спирали индуктора и наличия межвиткового слоя изоляции, что приводит к локальным искривлениям прямолинейной образующей образца в процессе динамической деформации за счет нагибных напряжений, действующих в плоскости поперечного сечения образца. Кроме того, происходит искривление контура образца из-за намотки спирали индуктора с некоторым углом. Недостатком указанного устройства является трудоемкость проведения йс.пытаний, связанная с невозможностью использовать один и тот же индуктор для испытаний кольцевых образцов раз ных диаметров, что приводит к необходимости расширения типоразмеров испытательного обору дования. Цель изобретения - упрощение процесса испытаний за ,счет обеспечения воЭйбжнбсти испытания образцов разного диаметра с помощью одного индук тора и повышение точности испытаний за счет получения однородной деформации образца. Цель достигается тем, что устройство снабжено охватывающим индуктор толстостенным цилиндром из материала с высокой электропроводностью, который изолирован от индуктора и образца и выполнен со сквозной продольной прорезью, заполненной изолятором. На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит емкостной накопитель 1 электрической энергии,рас полагаемый внутри образца 2 цилиндри Ческий индуктор 3, разрйдник 4 для подключения индуктора k накопителю Электрической энергии и .охватйвающйй индуктор 3 толстостенный цилиндр 5 из материала с высокой электропроводностью, который изолирован внешней изоляцией б от индуктора 3 и изо ляцией 7 от образца 2 и выполнен со сквозной продольной прорезью, запол« енной иэолятсэром. Уст ройстйо содерхсит основание 8, на котором располагаетсяиндуктор 3, цилиндр 5 и образец 2, а также заряд ную установку 9. Каркас индуктора вы полнен из диэлектрика, по наружной поверхности которого вито к витку намотана медная шина 10 прямоугольно го сечения, предварительно изолироjaHHafi лавсанбвой планкой, бверху на мотки индуктор покрыт стеклотканью, пропитанной эпоксидным koмпayндoм ЭД-6, и проточен для получения требуемого нар жного диаметра. Устройство работает следующим образом, , . Накопитель 1 электрической энерги заряжается от зарядной установки 9 и при замыкании разрядника 4 происходит разряд накопителя на индуктор,На поверхности толстостенного цилиндра 5, обращенной к индуктору 3, наводит ся .ЭДС, вызывающая протекание импул ного тока, который из-за наличия пр дольной сквозной прорези вытекает-н оверхность цилиндра, обращенную к образцу. Вследствие взаимодействия возникающего в зазоре между цилиндром образцом импульсного магнитного поля с наведенным в образце током, происходит динамическое расширение кольцевого образца 2 (на чертеже показано стрелками), Наличие толстостенного цилиндра приводит к тому, что дискретное распределение проводников, создающих магнитное поле, деформирующее испытуемый образец, заменяется непрерывным, и магнитное поле в зазоре между цилиндром и образцом практически Становится однородным. Упрощение процесса испытаний . объясняется тем, что толщина стенки цилиндра может варьировать в широких пределах, что позволяет использовать один и тот же индуктор для испытаний кольцевых образцов различного диаметра, Минимальная толщина стёнки у цилиндра определяется условием полного затухания поля в материале цилиндра. Повышение точности испытаний связано с обеспечением однородности поля деформаций при одноосном динамическом растяжении вследствие получения однородного магнитного поля. Формула изобретения Устройотво для динамических испытаний кольцевых образцов, содержащее емкостный накопитель электрической энергии, располагаёмйй внутри образца цилиндрический индуктор и разрядник для подключения индуктора к накопителю электрической энергии, о т личающееся тем, что, с целью упрощения процесса испытаний за счет обеспечения возможности испытания образцов разного диаметра с помощью одного индуктора и повышения точности испытаний за счет получения однородной деформации образца, оно снабжено охватывающим индуктор толстостенным цилиндром из материала с высокой электропроводностью, который изолирован.от индуктора и образца и выполнен со сквозной продольной прорезью, заполненной изолятором. Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 328369, кл, G01 N 3/30, 1970,. 2,Niordson F1 А Unit ior Teslingf Mati « rt UT.lt Cifcw j ТЭ.4. л w . о ll л- HaCs at Higr Strqin Rptes-ExptE. Wech 1965, v, 5, 1 , p.p. 29-32.

гт