Установка для исследования параметровплОСКОй удАРНОй ВОлНы B пОРиСТОМ MA-ТЕРиАлЕ Советский патент 1981 года по МПК G01N3/30 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПЛОСКОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ В ПОРИСТОМ МАТЕРИАЛЕ

1

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для исследования парс1метров плоской ударной волны в пористом материале.

Известна установка для исследования параметров плоской ударной волны содержеицая метательное устройство, ударник, мишень и. аппаратуру для измерения скорости подлета ударника и мишени и ск( распространения ударной волны в мишени f .

Недостатке этой установки является неточное определение термодинамических параметров - давления и плотности ударно-сжатого исследуемого пористого вещества.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является установка для исследования параметров плоской ударной волны в пористсж материале по авт. св. 9 586360, содержащая метательное устройство , например, легкогаэовую пушку, ударник, мишень и аппаратуру для измерения скорости подлета ударника к мишени и и скорости распространения ударной волны в мишени; при этгял ударник и мишень выполнены каждый из. двух рас положенных коаксиально и частично

разделенных со стороны соударяющейся поверхности кольцевой канавкой частей, одна из которых изготовлена из исследуемого материгша, а друггш из материала с известной ударной ащиабатой, причем их соударяюощеся части изготовлены из разноименных материалов 23 .

Недостатком этой установки является низкая точиость исследования при высоких скоростях метания, за счет того, что при таких скоростях метания давление, действующее на ударник со стороны пушки, значительно перекрывает диапазон давлений, при котором происходит закрытие пор.

Целью изобретения является повышение точности исследования при высоких скоростях метания.

Это достигается тем, что установка снабжена двумя вкладышами, последоцательно установленными между дном поддона, в котором расположен ударник, и ударником, причем первый вкладьш, прилегающий к дну поддона, выполнен перфорированным, а второй - сплошным из материала с акустическим импедансом меньшим, чем у материала перфорированного вкладыша.

На чертеже схематически иэобргикена описываемая установка.

Установка содержит метательное устройство 1, два вкладыша 2 и 3, последовательно установленные между дном поддона 4 и ударником,состоящим КЗ коаксиально расположенных частей

5и б, разделенных кольцевой канавкой 7, причем первый вкладыш 2, прилегаювдай к дну поддона 4, выполнен перфорированным, а второй вклёщьш 3сллсялным, из материала с акустичес-. КИМ импедансом - О с, где р - плотность материала, с - скорость звука в материале - меньшим. Чем у материала перфорированного вкладыша. Две коаксисшьно расположенные части 5 и

6ударника выполнены из разноименных материалов (часть 5-из исследуемого пористого материала, часть б - из сплошного материала с известной ударно адиабатой).

Максимальное число отверстий, как и высота вкладышей 2 и 3, выбирается при Зс1данных габаритах установки из условия сохранности пористого тела при метании, а механические свойства вкладьш1ей 2, 3 должны обеспечивать их малую деформации) при метании (например, перфорированный из А а сплошной - текстолитовый). Поддон 4 выполнен так, что части 5, и 6 ударника выступают на одинаковое расстояние в сторону мишени. Это расстояние определяется так, что материгш поддона 4 не влияет на ударные волны в течение времени измерения. Мишень таже выполнена из двух коаксиально расположенных, частей 8 и 9 (часть 8 - и сплошного материсша с известной ударной сщиабатой, часть 9. - из исследуемого пористого материала), частично разделенных со сторо.ны соударяющейся поверхности кольцевой канавкой 10. Кольцевые канавки 7 и 10 в ударнике и мишени разделяют разноименные материалы. Глубина и высота канавок еа бираются TaKHNBi, чтобы предотвратить взаимодействие ударшлх волн в частях 5 и б и в частях 8 и 9 в течение времени измерения.-т

Измерительная аппаратура вк аочает датчики 11, 12 и 13, 14 для измерени скорости ударной волны в частях 8 и 9 сплошного и пористого материалов соответственно, датчики 15 и 16 для измерения скорости подлета ударника и регистрирую1ф{е приборы 17, 18 и 19

Уста новка работает следукщим образе.

При ускорении ударника метательны устройством 1 в первый момент давление за его дном поддона 4 создает волну сжатия в материгше поддона 4, которая привходе в перфорирован 1Шй вкладьш 2 быстро затухает за счет разгрузки на свободных поверхностях отверстий. Ослабленная волна сжатия через сплошные участки вкладьша 2

передает давление на сплошной вкладыш 3. Вклсц лш 3 предназначен для выравнивания давления в волне сжатия, переходящей из вкладыша 2, с целью исключения воздействия срезающих усилий (они могут при определенных условиях служить причиной разрушения пористого материала при его контакте с перфорированным вкладьшем 2} на пористый материал, возникакхдих на границе отверстий вкладыша 2 из-за су(Ществования на его поверхности, обращенной к пористому материалу, градиента скоростей, а также для дополнительного ослабления волны сжатия за v счет меньшего его акустического импеданса в сравнении с импедансом материала вкладыша 2, а также распространения волны сжатия, переходящей из вкладыша 2,на всю часть вкладыша 3. Дважды ослабленная волна сжати-я распространяется по частям 5 и б ударника и после выхода на свободную поверхность придает ей небольшое приращение скорости. Многократное повторение этого процесса пр.иводит к ускорению ударника как целого с ослабленными до необходимых значений напряжениями в пористом материале. При торможении на мишени ударника происходит соударение частей 5, 8 ударника и мишени с их частями б, 9 из исследуемого пористого материала. В результате по обе стороны поверхности соударения давление на фронте образовавшихся ударных волн в частях 5 и б ударника и частях 8 и 9 мишени одинаково. С помощью датчиков 11 и 12 измеряется скорость ударной волны D /) в материале части 8, с помощью датчиков 13 и 14 скорость волны Од в исследуемом пористом материале части 9 мишени, а с помощью датчиков 15 н 16 скорость V ударника.

I По известной ударной адиабате Р плотности Недеформированного сплошного матерИсша р g определяют давление в сплошном и пористом материалах, а также массовую скорость / за фронтом ударной волны в сплошном материале (пересечением прямой Р (р D )V с адиабатой РЦ). По известным значениям V определяется массовая скорость за фронтом волны в исследус емом пористом материале.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет сохранить згшанную пористость исследуемого материала, тем самым повысить точность определения параметров плоской ударной волны при высоких скоростях его метания.

Формула изобретения

Установка для исследования параметров плоской ударной волны в пористом материале по авт. св. № 586360, отличающаяся тем, что.

С целью повыиения точности при высоких скоростях метания, она снабжена двумя вкладышами, последовательно установленными между дном поддона, в котором расположен ударник, и ударником, причем первый вкладыш, прилегающий к дну поддона, выполнен перфорированным, а второй - сплсядным из материала с акустическим импедансом меньшим, чем у материала перфорированного вкладьопа.

я

/у///

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

10

УЛ

1Ж