Установка для испытаний материалов на ударное сжатие Советский патент 1980 года по МПК G01N3/30 

1

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к уста новкам для испытаний на ударное сжатие путем соударения двух тел.

Известна установка для испытания образцов на ударное сжатие, содержащая станину с направляющими щтангами установленный на станине механизм для подъема груза, спусковой механизм, стол для крепления образца, кассету с набором грузов и установленный на кассете ударник 1 . Недостатком этой установки является то, что она не позволяет осуществлять удары по образцу с большими скоростями.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является установка для испытаний материалов на ударное сжатие, содержащая ствол,, ударник, размещенный в стволе, соединеную со стволом камеру сжатого газа для разгона ударника, и включающий опорный и прижимной фланцы узел крепеления образца, расположенный на конце ствола pj . Ударник разгоняется сжатым воздухом по стволу и при вылете из него ударяет по исследуемому образцу.

закрепленному перпендикулярно оси ствола, в результате чего в материале образца возникает объемное напряженное состояние с одноооной

5 деформацией. Недостатком этой установки является то, что она не позволяет получить при испытаниях в материале образца двухосную деформацию.

10 Целью изобретения является расши-« рение создаваемых типов деформированного состояния материала.

Цель достигается тем, что узел крепления образца установлен с возможностью поворота в плоскости, параллельной оси- ствола. В предложенной установке опорный фланец может быть прикреплен к концу ствола с одной стороны посредством шарнира, а

20 с диаметрально противоположной посредством регулируемой опоры, выполненной в виде шпильки с полусферическими гайками.

На фиг. 1 схематически изображена

25 описываемая установка; на фиг. 2 узел крепления образца; на фиг. 3 процесс образования косой ударной волны.

Установка содержит ствол 1, иред30 ставлякядий собой толстостенную трубу, укрепленную с помощью опор 2 на станине 3. Ствол 1 соединен с помощь переходного фланца с камерой 4 сжатого газа, представляющей собой толстостенный цилиндр, в передней части которой (на чертеже не показано) имеется специальная матрица для установки диафрагмы 5, разделяющей ствол 1 и камеру 4.

На конце ствола 1 установлен фланец б, к которому крепится узел крепления образца, состоящий из опорного фланца 7, представляющегой собой плоскую плиту с центральным отверстием iB и прижимного фланца 9, которы исследуемый образец 10 прижимается с помощью шпилек 11 и гаек 12 через резиновые амортизаторы: (на чертеже не показаны) к опорному фланцу 7. Одним краем опорный фланец соединен с фланцем б посредством шарнира 13, представляющего собой ось, закрепленную в проушинах, приваренных к фланцу б и опорному фланцу 7. На противоположном крае в опорном фланце 7 сделан паз, благодаря которому фланец 7 может перемещаться вдоль шпильки 14, закрепленной с помощью гаек 15 на фланце б, и фиксироваться полусферическими гайками 16 при-f аданном угле В стволе 1 установлен ударник 17, выполненный в виде стакана.

Установка работает следующим образом.

Сжатый газ (воздух, водород, гелий) поступает из баллона (на чертеже не показан) в камеру 4, и .при достижении в ней давления, необходимого для прорыва диафрагмы 5, последняя прорывается. После прорыва диафратма 5 ударник 17, находящийся перед опытом непосредственно за диафрагмой 5 (на чертеже показано пунктиром) , разгоняется газом по стволу 1 и при вылете из него ударяет по образцу 10, установленному под заданным углом об соударения.

При этом в.результате их деформирования возникает область контакта поверхности ударника 17 и образца 10 .слева от некоторой точки А (см. фиг.З). Граница области контакта в процессе соударения перемещается вправо со скоростью, определяемой скоростью удара Vp и углом об В результате по материалу образца

4

/ /

.../Р- m

-.. ,-- /ГЛ1

распространяется косая ударная волна АВ, за фронтом которой материал испытывает деформацию сжатия в двух направлениях Е и gj (деформация вдоль границы контакта А ударника с - образцом е а О) . Профиль волны регистрируется с помощью датчиков. Соотношение между деформациями в обоих направлениях определяется величиной угла сС соударения и

- скоростью ударника Y .

Данная установка позволяет проводить испытания материалов на ударное сжатие как при плоском соударении ударника с образцом, так и при соударении под заданным углом, и существенно расширяет возможность изучения сопротивления материалов деформации в зависимости от типа напряженно-деформированного состояния.

20

изобретения

Формула

1. Установка для испытаний материалов на ударное сжатие, содержащая ствол, удацник, размещенный в стволе, соединенную со стволом камеру сжатого газа для разгона ударника, и включающий опорный и прижимной фланцы, узел крепления образца, расположенный на конце ствола, о тличающаяся тем, что, с целью расширения создаваемых типов деформированного состояния материала, узел крепления образца установлен с возможностью поворота в плоскости, параллельной оси ствола.

2.Установка по п.1, отличающая с я тем, что опорный фланец с одной стороны прикреплен к концу ствола посредством шарнира, а с диаметрально противоположной - посредством регулируемой опоры, выполненной в виде шпильки с полусфери-. ческими -гайками.

Источники информации, принятые во. внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 145049, кл. G 01 N 3/30 ,1961.

2.Астанин В.В., Степанов Г.В. Пневмопороховой копер для исследования поведения конструкционных мате.риалов в плоской волне нагрузки. проблемы прочности , 1973, № 12, с. 107 (прототип).

Ф(/г.1