Установка для испытания материалов на ударное сжатие Советский патент 1982 года по МПК G01M7/08 G01N3/30 

С5Ю УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА УДАРНОЕ СЖАТИЕ

I

Изобретение относится к испытанию материалов при импульсном нагруженйи, а именно к установкам для испытания материалов на ударное сжатие.

Известна установка для испытания материалов на ударное сжатие плоской волнрй, содержащая баллистический ствол, расположенный в ней боек, выполненный в форме стакана, приспособление для закрепления испытываемого образца на срезе ствола, камеру сжатого воздуха, соединенную с баллистическим стволом tl.

Недостатком данной установки является то, что она не обеспечивает возможность использования в качестве материала бойков, пластичных или, наоборот, хрупких материалов малой толщины.

Кроме того, на участке разгона бойка происходит некоторый прогиб его дна, что приводит к получению недостоверных результатов испытания.,

Наиболее близко( к изобретению по технической сущности является установка для испытания материалов на ударное сжатие, содержащая баллистический ствол, расположенный в нем составной снаряд из поршня и контактирующего с его торцом бойка в виде диска, диаметр которого меньше диаметра поршня, приспособление для крепления образца на срезе ствола генератор импульсного давления для разгона снаряда и устройство для торможения снаряда.

Устройство для торможения снаряда установлено за срезом баллистического ствола и выполнено в виде набора пластин фанеры, в центре которых имеется соосное со стволом отверстие диаметром больше, чем диаметр образца, но меньше, чем диаметр снаряда. После соударения снаряд, срезая фанерные листы, тормозится, а образец мягко улавливается в конце устройства для торможения. Свободное контактирование диска с торцом поршня уменьшает реакции связей его при соударении. Импульсное давление непосредственно на дис не действует Г2. Недостатком данной установки является то, что при разгоне снаряда на диск действуют значительные инер ционные силы, стремящиеся прогнуть его внутрь углубления в торцовой по верхности поршня. Это не позволяет разгонять диски малых толщин или вы полненных из материалов, плохо работающих на изгиб, и ограничивает спектр воспроизводимых услових соударения. Цель изобретения - расширение во производимых спектров ударов. Указанная цель достигается тем, что в установке для испытания материалов на ударное сжатие, содержащей баллистический ствол, расположенный в нем составной снаряд из поршня и контактирующего с его торц бойка в виде диска, диаметр которог меньше диаметра поршня, приспособле ние для крепления образца на срезе ления для разгона снаряда и устройство для торможения снаряда, устройство для торможения снаряда размещено в баллистическом стволе и вы полнено с возможностью взаимодействия только с поршнем. Устройство для торможения может быть выполнено в виде цилиндрической спирали из пластичного материала с внутренним диаметром большим, чем диаметр диска , и с уменьшающимся по ходу движе ния снаряда шагом. Для обеспечения плоского соударения диска с образцо поршень имеет центральный выступ, диаметр которого равен диаметру дис ка. На чертеже показана схема предла гаемой установки. Установка содержит баллистическ ствол 1, расположенный в нем состав ной снаряд из поршня 2 и контактиру щего с его торц9м бойка в виде диска 3, диаметр которого меньше диаметра, приспособление k для крепления образца 5 на срезе ствола 1, генератор 6 импульсного давления для разгона снаряда, устройство 7 для торможения снаряда, размещенное в баллистическом стволе 1 и выполненное с возможностью взаимодействи только с поршнем 2. 24 Устройство 7 для торможения выполнено в виде цилиндрической спирали из пластичного материала с внутренним диаметром большим, чем диаметр диска, например из отожженной медной проволоки. Для обеспечения постоянства величины тормозной перегрузки шаг спирали уменьшается по ходу движения снаряда. На поршне 2 имеется центральный выступ 8, диаметр которого равен диаметру диска 3. В исходном положении диск 3 контактирует с торцом поршня 2 и с помощью тонких нитей 9 закреплен на стволе 1. Установка работает следующим образом. Перед испытанием внутренняя полость ствола 1 вакуумируется. Это необходимо для того, чтобы перед движущимся снарядом не создавалась воздушная ударная волна, которая может преждевременно нагрузить испытываемый образец 5. При срабатывании генератора 6 импульсного давления начинается разгон поршня 2 с диском 3. При этом нити 9 разрываются, освобождая диск 3. При соударении поршня 2 с устройством 7 для торможения поршень 2 тормозится, а диск 3 по инерции продолжает свободный полет. Устройство 7 для тррможения, выполненное в виде цилиндрической спирали, попадает в кольцевой зазор между выступом 8 поршня 2 и стенкой ствола 1, не взаимодействуя с диском 3. После СоуДарения диска 3 с образцом они мягко улавливаются с помощью специального устройства (не показано). Использование предлагаемой установки позволяет значительно расширить возможность по выбору материала диска и его толщины. За счет разделения диска и поршня и обеспечения перед соударением свободного полета диска повышается чистота эксперимента.Это позволяет также повысить скорость нагружающего диска или уменьшить длину баллистического ствола, что упрощает изготовление установки. Формула изобретения 1. Установка для испытания материалов на ударное сжатие, содержащая баллистический ствол, расположенный в нем составной снаряд из поршня и

контактирующего с его торцом бойка в виде диска, диаметр которого меньше диаметра поршня, приспособление для крепления образца на срезе ствола, генератор импульсного давления .для разгона снаряда и устройство для торможения снаряда.отличающаяся тем, что, с целью расширения воспроизводимых спектров ударов, устройство для торможения снаряда размещено в баллистическом стволе и выполнено с возможностью взаимодействия только с поршнем.

t. -Установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что поршень имеет центральный выступ, диаметр которого равен диаметру диска.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Холг, Мокмл. Мягкое улавливание образца с целью исследования картины динамического разрушения в экспериментах с газовой пушкой. Приборы для научных исследований, № 2, 1976, с. 37-fO (прототип).