Устройство для возбуждения импульсныхНАгРузОК B иССлЕдуЕМОМ ОбРАзцЕ Советский патент 1981 года по МПК G01N3/313 

1

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для возбуждения импульсных на грузок в исследуемом образце.

Известно устройство, содержащее волновод для передачи испытуемому образцу одновременно крутящего момента и продольной волны сжатия. Продольная волна сжатия создается выстрелом по волноводу, а статический крутящий момент путем натяжения тросиков l.

Однако это устройство не обеспечивает полного динс1мического нагружеиия, .так как кручение образца осуществляется статическим крутящим моментом.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для возбуждения импульсных нагрузок в исследуемом образце, содержащее раму, взрывной источиик возбуждения импульсной нагрузки и волноводы для передачи нагрузки образцу. Роль волноводов в данном устройстве выполняют на наг рузочных стержнях Гопкинсона, один из которых служит для созлаиия крутящего момента, а другой - для создания продольной волны сжатия f2.

Данное устройство позволяет обеспечить полное динамическое нагружение образца, однако оно сложно в изготовлении, а испытания на такой установке требуют значительного времени на перенс1Лс1дку, что повьшает себестоимость испытаний.

Цель изобретения - упрощение конструкции и снижение себестоимости

to испытаний.

Поставленная цель достигается тем, что волновод установлен иа раме с возможностью поворота вокруг своей оси и имеет на одном торце, обращенном при испытании к образцу, выемку в виде тела вращения, а на другом торце - наклонно расположенные к оси волновода гнезда для установки в каждом из них взрывного ис20точника, представляющего собой патрон со вэрывчдтым веществом.

На чертеже схематически показано предлагаемое устройство.

Устройство содержит раму, состоящую из основания 1 и стоек 2 и 3, на которых жестко закреплена траверса 4, ёолновод для передачи нагрузки образцу 5 Волновод выполнен в виде обоими 6, имеющей форму усечеи30ного. тела вращения. Обойма 6 крепится к траверсе 4 с возможностью поворота вокруг своей оси во второиластовых подшипниках 7 скольжения . Обойма б и иcпытye ий образец 5 жестко крепятся между собой При помощи штифтов 8. На одном конце обоймы б, обращенном при испытании к образцу 5 имеется выемка 9 в виде тела вращения, а на другом конце обоймы - наклонно расположенные к оси обоймы 6 гнезда 10 для установки в каждом из них взрывного источника, представляющего собой патрон 11 со взрывчатым веществом. Образец 5 центрируется на основании 1 подпятником 12., Такая установка образца 5 позволяет ему вращаться и перемещаться в осевом направлении.

Устройство работает следующим образом.

При взрыве патронов 11 в обойме б возникает сложное волновое движение, котсдаое, из-за сравнительно небольших {Размеров обоймы 6, очень быстро образует импульс, содержащий две основные компоненты: продольную и крутящую. Этот возникший импульс будет концентрироваться в нижнем основании обоймы, на которой жестко закреплен испытуе1 в51й образец 5, следовательно, в образце 5 генерируется комбинированная волна, несущая одновременно две компоненты таких механических величин, как перемещение, скорость, деформация и т.д. В результате, по образцу 5 распространяются волны кручения и сжатия, что позволяет исследовать нелинейные свойства различных материалов, например, пластичность в условиях динамического нагружения.

Изменяя величину угла наклона гнезд 10, получаем различные соотношения между ежимающими и крутящими напряжениями в образце 5.

Так как величина и направление импульса определяются количеством

патронов 11, расположением их на верхнем основании обоймы 6 и их конструкцией, то конструкция патронов 11 должна быть такой, которая обеспечила бы получение направленного и « максимального по величине импульса. Наиболее благоприятной является кумулятивная конструкция. При применении таких патронов их следует устанавливать на некотором расстоянии от дна гнезда в зависимости от

0 фокусного расстояния и формы выемки в патроне.

Формула изобретения

15

Устройство для возбуждения импульсных нагрузок в исследуемом образце, содержащее раму, взрывной источник возбуждения импульсной нагруз0 «и и волновод для передачи нагрузки образцу, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и снижения себестоимости испытаний, волновод установлен.на раме с

5 возможностью поворота вокруг своей .оси и имеет на одном торце, обращенном при испытании к образцу, выемку в виде тела вращения, а на другом торце - наклонно расположенные к оси .волновода гнезда для установки в

каждом из них взрывного источника, представляицего собой патрон со взрывчатым веществом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5 1. I.e.С.Hsu, R.S.Clifton Plastic waves in a rate Sensitive material II waves of Combined stress, I Mech, Phys, So 1 i ds, 1974, vol. 22, p. 255-266.

0 2. I.L.Levis. W. Gol dsm i th .A . .biaxial Split Hopkinson Bar f.or Simultaneous forsion and Compression, ftev, set, (nstrum 7, 1973, p. 22 (прототип).