Устройство для формирования нагрузки к ударному испытательному стенду Советский патент 1980 года по МПК G01M7/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ .ФОРМИРОВАНИЯ НАГРУЗКИ К УДАРНОМУ ИСПЫТАТЕЛЬНОМУ СТЕНДУ

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытани изделий на ударные нагрузки. Известны устройства для формирования нагрузки к ударному испытательному стенду, выполненные в виде Деформируемого элемента устанавливаемого между соударяющимися частями стенда 1. . Недостатком таких устройств Является необходимость смены их и подбора их свойств, для изменения характеристик нагрузки. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для формирования нагруз ки к ударному испытательному стенду, со держащее цилиндр, установленный в нем поршень с односторонним штоком для взаимодействия с подвижной платформой стенда, источник сжатого газа, подключенный к бесштоковой полости цилиндра, источник и приемник эле1стровязкой жидкости, подключенные к источни,ку и приемнику подающую и сливную магистрали, управляемые электрогидравличес:кие клаПаны, установленные в магистралях, и систему управления клапанами 2. Магистрали подключены к бесштоковой полости цилиндра для подачи туда жидкости. В процессе создания нагрузки с Помощью системы управления и клапанов изменяют по заданному закону количество укщкосгн в цилиндре. При этом меняется и объем запол})енной газом части 1шлиндра, давление газа и, следовательно, нагрузка, воздействующая на поршень. Недостатком стенда является значительное потребление энергий на создание больших по величине и быстройзменяюшихся во времени расходов жидкостиЦель изобретения - снижение потребляемой мощности. Указанная цель достигается за счет того, что устройство снабжено дополнительным поршнем для разделения электровязкой жидкости и сжатого газа, а в поршне со штоком выполнена открытая в сторону бесштоковой полости цилиндра и подключенная к подающей и слив ной магистралям камера, в которой установлен дополнительный поршень. Для повышеш-гя точности воспроизведения заданной нагрузки система управ.чения клапана ми выполнена в виде управляющей электронной вычислительной мааи-шы к .ПОДКЛЮЧСЕШОГО к ее входу акселерометра, установленного на подвижной платформе стенда. На чертеже схематически изображен стенд для ударных испытаний, оснаш. олисывае мым устройством. На подвкх ной платформе стенда установлено испь т}емое изделие 2 и неподвижное основание 3. На основании 3 закреплен цилиндр 4, в котором установлен поршень 5 с односторонним штоком 6 для вздимодействи с платформой . К бесштоковой полости 7 ц1И1индра 4 подключен источник 8 сжатого -таза. Источник 9 и приемник 10 злектровяз сой жидкости посредством подающей магистрали 1 и сливной магистрали 12 с установленнылги в них управляемым электрогидравлргческими клапанами 33 и 14 подключены к выполненной в поршне 5 и штоке б камере 15. Послед няя выполнена открытой в сторону бесштоковой полости 7 цилиндра .4, а для разделения электровязкОЕ1 жидкости и сжатого газа в нес- помещен дополнительный поршень 16. Сис тема управления клапанами 13 и 14 включае управляющую электронггую вьгаислительпуто машину (ЭВМ) 17 и акселерометр 18, установ ленный на платформе 1. -Управляердые источники охатого газа 19, 20 и 21 подключены, соответственно к штоковой полости цилиндра 4, источнику 9 и приемнику 10 электровязкой жидкости. Источники 8, 19, 20, 21 подключены к ЭВМ 17 через цепи 22, 23, 24 и 25 соответственно. Измерительный преобразователь 26 положения платформы I, подключен к ЭВМ 17 через цепь 27. Привод 28 подъема платформы 1 цепью 29 связан с ЭВМ 17 и цепью 30 подключей к входу ЭВМ 17 и акселерометра 18. Для управления клапанами 13 и 14 используется вьшряШ1тель 31 с цепями 32, 33, 34 и 35 и 36 связи с ЭВМ 17. Работает устройство следующим образом. - В ЭВМ 17 вводятся исходные данные о пар метрах нагрузки: амш1йт}эда, длительности и форме импульса ускорения, который должен воздействовать на испытуемое изделие 2 при торможении платформы 1 штоком 6. По этим данным ЭВМ 17 вьгчисляет начальные параметры цикла испытания: высоту подъема.платформы 1, количество жидкости в поршне 5 и штоке б, положение порцшя 5, давление в яолости 7 и источниках сжатого газа 19, 20 и 21. Выработанные ЭВМ 17 соответствующие сигналы передаются по цепям 29, 32, 33, 34 и 35, 22, 23, 24 и 25 на привад 28, клапаны 13 и 14 и другие исполнительные механизмы 64 (ня i-ертеже не показаны), которые и устанавливают заданные значения параметров. Эти значения контролируются преобразователем 26 и другими приборами (на чертеже не показаны). После установки начальных параметров ЭВМ 17 вырабатывает сигнал на сброс платформы 1. Она падает до соударения со штоком 6, . при котором начинается ее торможение. При этом ЭВМ 17 по заранее выработанной ей программе подает по линии 36 через выпрямитель 31 и цепи 32, 33, 34, 35 сигнал на клапаны 13 и 14 для изменения по необходимому закону объема жидкости в полости поршня 5 и штока 6. В про дессе торможения акселерометр 18 вырабатьшает сигнал, пропорШ-юнальмый ускорению испытуемого объекта 2. Этот сигнал через неггь 30 поступает в ЭВМ 17, где сравнивается с заданным сигналом, определяющим форму импульса ускорения. При отклонении формы импульса от заданной ЭВМ 17 вырабатывает сигнал, который по цепи 36 передается на выпрямитель 31, и, поступая по цепям 32, 33, 34, 35 на клапаны 13 и 14, вь зьшает увеличение или уменьшение объема жидкости, находящегося в порол е 5 и штоке 6. Это управляющее воздействие изменяет. не только объем полости 7 и давление газа в ней, но и массу поршня- 5 со штоком 6. Таким образом, на поршень 5 со штоком 6 кроме тормозной силы сжатого газа в полости 7 действует синфазная с ней реактивная сила, возникаюшдя при изменении массы поршня 5 со шток-ом 6. За счет этой реактивной силы энергия, затрачиваемая на подачу и слив жид-, кости из полости поршня 5 со штоком 6, затрачдаается более эффективно, что и позволяет снизить потребление мощности на создание нагрузки заданной формы. Наличие ЭВМ 17 в системе управления позволяет управлять параметрами нагрузки в ходе испытания, повышая точность ее соответствия заданному закону;Формула изобретения I. Устройство для формирования нагрузки к утлйрному испытательному стенду, содержащее цилиндр, установленный в нем поршень с односторонним штоком для взаимодействия с подвижной платформой стенда, истошик сжатого газа, подключенный к бесштоковой полости цилиндра, источник и приемник электровязкой жидкости, подключенные к источнику и прием1шку подающую и сливную магистрали, управляемые электрогидравлические клапаны, уста новленные в магистралях, и систему унравпешт клапанами, отличак1щееся хей, что, с целью снижегшя потребляемой мощности, оно снабжено дополнительным поршнем для разделения электровязкой жидкости и сжатого газа, а в порише со штоком выполнена открытая в сторону бесиггоковой полости цилиндра и подключенная к подающей и сливной магистралям камера, в которой установлен дополнительный поршень. 2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что система управления клапанами выполнена в виде управляющей электрон766 ной вычислительной машины и подключенного к ее входу акселерометра, установленного на подвижной платформе стенда. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Батуев Г. С. и др. Инженерные методы исследования ударных процессов, М., Машиностроение, 1969, с. 131. 2.Патент США № 3739625, 73-12, 1974.