Устройство для испытания изделийНА удАР Советский патент 1981 года по МПК G01M7/00 

1

Изобретение относится к испыта тельной технике, а именно к устройствам для испытания изделий на удар.

Известно устройство для испытания изделий на удар, содержащее соосно расположенные боек, соударяющийся с ним мерный стержень и дополнительный стержень для установки испытуемого изделия 1.

Недостатком известного устройств является невозможность получения ударных импульсов большой продолжительности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для испытания изделий на удар, содержащее соосно расположенные боек, соударяющийся с ним мерны стержень, направляющую трубу, размещенные в ней два дополнительных стержня, первый из которых находитс в акустическом контакте с мерным стержнем, а второй, служащий для соединения с элементом крепления испытуемого изделия, расположен от первого на расстоянии, требуемом для образования между ними воздушно подушки 2,

Недостатком данного устройства является невозможность получения ударных импульсов и трапецеидальгной форм, так как устройство ие содержит средств для быстрого сброса или поддержания постоянного давления в воздушной подушке. Кроме того, затруднена эксплуатация устройства, хдк как элементы крепления испытуе- ,

0 мого изделия непосредственно соединяются со вторым дополнительным стержнем, расположенным в направляющей трубе.

Цель изобретения - расширение

5 функциональных возможностей за счет воспроизведения пилообразной и трапецеидальной форм ударной нагрузки.

Поставленная цель достигается ем, что устройство снабжено второй направляющей трубой, установленной

0 в первой с возможностью перемещения относительно нее и фиксации в требуемом положении, и жестко связанной с первой трубой камерой, .соединяеSмой с источником сжатого воздуха или атмосферой, второй дополнительный стержень установлен во второй трубе,, выполненной с отверстиями для сообщения ее полости с полостью камеры, а первая труба установлена с воз0можностью осевого перемещения относительно мерного стержня и фиксации в требуемом положении. Для улучшения условий эксплуатации устройство может быть снабжено жестко связанным со вторым стержнем удлинителем, второй конец которого, выступающий из второй трубы, соединен с элементом крепления испытуемого изделия. На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства при воспроизведении синусоидальной формы ударной нагрузки; на фиг. 2 - функциональная схема устройства при воспроизведении .пилообразной формы ударной нагрузки; на фиг. 3 - функциональная схема устройства при воспроизведении трапе цеидальной форли ударной нагрузки. Устройство содержит боек 1, соударяющийся с ним мерный стержень 2, направляющую трубу 3, размещенные в ней два дополнительных.стержня 4 и 5 первый из которых находится в акустическом контакте с мерным стержнем 2, а второй стержень 5, служащий для соединения с элементог- крепления испыту емого изделия б, расположен от первог стержня 4 на расстоянии, требуемом для образования между ними воздушной подушки 7, вторую направляющую трубу 8, установленную в первой трубе 3 с возможностью перемещения с помощью гайки 9 в требуемом положении, жестко связанную с первой трубой 3 камеру 10 соединяемую с источником (на чертеже не показан) сжатого воздуха или атмосферой через штуцер 11. Второй дополнительный стержень 5 установлен в трубе 8, выполненной с отверстиями 12 для сообщения ее полости с полость камеры 10, труба 3 установлена с возможностью осевого перемещения относительно мерного стержня 2 и Ликсации в требуемом положении с помощью фиксатора 13. На трубе 8 также выполнены отверстия 14. для сообщения ее полост с атмосферой. Устройство содержит так же удлинитель 15, жестко связанный со стержнем 5. Второй конец удлинителя 15 выступает из трубы 8 и соединен с элементом крепления испытуемого изделия 6. Устройство также содержит ограничитель 16 перемещения удлинителя 15 и фиксатор 17 положения трубы 3. , Устройство работает следующим образом. Щпя программирования, синусоидальной формы ударной нагрузки стержень 4 располагается в акустическом контакте с торцом мерного стержня 2. Устанавливается требуемая длительность ударной нагрузки, для чего выставляется соответствующая длина упругой пoдsшIки 7 перемещением камеры 8 и фиксацией ее в этом положении относительно камеры 3 гайкой 9 и перемещением стержня 5 до ограничите ля 16 удлинителя 15. Полости камеры 10 и трубы .8 через штуцер 11 сообща-ются с атмосферой.. . При приложении ударной нагрузки к торцу мерного стержня 2 бойком 1 в нем образуется ударная волна сжатия , которая проходит границу между ст-ержнями 2 и 4, отражаясь от свободного торца стержня 4 и трансформируясь в волну растяжения, которая вызывает отскок стержня 4. При этом стержень 4 перемещаясь; деформирует упругую подушку 7, которая затем воздействует на стержень 5 с испытуе1«алм изделием 6. Стержень 5 и удлинитель 15 с изделием 6 разгоняются за время действия деформации сжатия упругой подушки 7. Упругая подушка 7 в рассматриваемых случаях/ ведет себя аналогично пружине, которая, вь1ходя из деформированного состояния, действует на стержень 5 с силой, изменяющейся по синусоидальному закону. 3fa счет того, что торможение стержня 5 происходит : гораздо большем участке чем разгон, импульс ускорения отрицательной . полярности имеет гораздо большую длительность и меньшую амплитуду, чем положительный импульс. Поэтому воспроизведение нагрузки можно считать , практически синусоидальным процессом, если пренебречь отрицательной частью импульса. Положительная часть импульса имеет требуемую полусинусоидальную форму. Таким образом воспроизводится полусинусоидальная форма ударной нагрузки. При прогрё1ммировании пилообразной формы ударной нагрузки, направляющая труба 3 ;(при той же длине упругой подушки 7) перемещается относительно мерного стержня 2 так, чтобы торцовая часть стержня 5 была на границе расположения отверстия 12, которое через полость камеры 10 сообщается с атмосферой. В этом положении труба 3 фиксируется фиксатором 14. Труба 8 фиксируется гайкой 9. При приложении ударной нагрузки бойком 1 по торцу мерного стержня 2 в нем возбуждается ударная волна сжатия, которая проходит границу . между стержнями 2 и 4, отражаясь от CBO ioflHoro торца стержня 4, и, трансформируясь в волну растяжения, вызывает отскок стержня 4. При этом, стержень 4, перемещаясь,,деформирует упругую подушку 7, которая затем воздействует на стержень 5 с изделием б. В момент достижения максимального значения ударного ускорения стержень 5, перемещаясь открывает отверстие 12 полости камеры 10, в котором установлено атмосферное давление. Выравнивание давления с обоих сторон стержня 5 обеспечивает резкий спад второго фронта ударной нагрузки. Таким образом воспроизводится пилообразна-я форма ударной нагрузки.

При программировании трапецеидальной, формы ударной нагрузки при. той же длине упругой подушки 7 вэаимйраспЪлокение частей устройства . остается тем же, что и при программировании пилообразной формы ударной нагрузки. Однако,в полость камеры 10 подается сжатый воздух, и в ней устанавливается давление Р, соответствующее давлению максимальному, которое соответствует максимальному значению ударной нагрузки при деформировании упругой подушки 7.

Формирование трапецеидальной формы ударной нагрузки происходит в три этапа.

На первом этапе формируется пере:дний фронт ударной нагрузки. При отскоке стержня 4 от мерного стержня 2 деформируется упругая подушка 7 и, вследствие возрастания давления от упругой подушки 7, стержень 15 .. начинает перемещаться с ускорением, соответствующим росту давления от упругой подушки 7 до максимального значения.

На втором этапе, в момент достижения максимального значения ускорения стержень 5 при перемещении открыва-. ет отверстие 12 в полость камеры 10, откуда поступает сжатый воздух, чем обеспечивается постоянство давления от упругой подушки 7 при перемещении стержня 5 на втором этапе. . На этом этапе, следовательно, обеспечивается постоянство значения ударного импульса, что выражается в формировании полочки на форме импульса.

Второй этап заканчивается после того, как стержень 5 достигнет отверстия 12. Так как отверстие 12 сообщается с атмосферой, то на третьем этапе происходит резкое выравнивание давлений с обеих сторон стержня 5. Происходит резкий спад фронта ударной нагрузки. На этом этапе формирование трапецеидальной формы ударной нагрузки заканчивается.

Следует отметить широкие возможности устройства по изменению параметров воспроизводимой ударной нагрузки, что обуславливается тремя степенями подвижности элементов устройства и осуществлением регулировок -по этим степеням подвижности, а именно: возможное перемещение и регулировка положения направляющей трубы 3 относительно мерного стержня 2, возможное перемещение и регулировка положения направляющей трубы 8 относительно направлягапей трубы 3, возможное перемещение и регулировка положения стержня 5 относительно направляющей трубы 8,

Кроме того, варьирование давлениями в полости камеры 10 также дает возможность регулирования параметров ударной нагрузки.

Формула изобретения

1.Устройство для испытания изделий на удеФг содержащее соосно распо5ложенные боек, соударяющийся с ним мерный стержень, направляивдую трубу, размещённые в ней два дополнитель ных стержня, первьШ из которых находится в акустическом контакте с мерным стержнем, а второй, служащий для

0 соединения с элементом крепления испытуемого изделия, расположен от первого на расстоянии, требуемом для образования между ними воздушной подушки, .отличающее5

с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет воспроизведения пилообразной и трапецеидальной форм ударной нагрузки, оно снабжено второй направляющей

0 трубой, установленной в первой с возможностью перемещения относительно нее и фиксации в требуемом положении, и жестко связанной с первой трубой камерой, coeдиняe вoй с источник

5 ком-сжатого воздуха или атмосферой, второй дополнительный стержень установлен во второй трубе, выполнен- : ной с отверстиями для сообщения ее полости с полостью камеры, а первая

0 труба установлена с возможностью осевого перемещения относительно мерного стержня и фиксации в требуемом положении.

2.Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что с целью

5 улучшения эксплуатации, оно снабжено жестко .связанными со вторым cTepKHen удлинителем, второй конец которого, выступакяций из второй трубы, соединен с элементом крепления испытуемо0го изделия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

607148, кл. G 01 Р 21/00, 18;.01.77.

5

2.Авторское свидетельство СССР

657358, кл. G 01 Р 21/00, 10.01.77 (прототип).

Атмосфера S./

J

Жч /7

Л1пмосфера