Стенд для ударных испытаний Советский патент 1982 года по МПК G01M7/00 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для испытания изделий на воздействие ударной нагрузки.

Известен стенд для ударных испытаний , содержащий основание, подвижную каретку для размещения испытуемого изделия, устройство для разгона каретки и тормозное устройство, выпсшненное в виде распределенных по участку торможения чередующихся масс и демпферов, захватываемых кареткой при ее движении t.

Недостатком этого стенда является его конструктивная сложность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является стенд для ударных испытаний, содержащий основание, закрепленную на основании направляющую, установленную на направляющей каретку для размещения испытываемого изделия, механизм разгона каретки, тормозное устройство в виде распределенной на основании вдоль направления движения каретки инерционной массы и установленное на каретке приспособление для захвата инерционной массы. Инерционная масса выполнена в виде цепи, а приспособление для захвата представ. ляет собой крюк, входящий в зацепление с первым звеном цепи при движении каретки 2.

5 Недостатком известного стенда является необходимость использования цепи с очень большой массой, так как каретка при торможении захватывает звенья цепи и, таким образом, уменьшение ее скорости сопровождается увеличением движущейся массы. Это приводит к тому, что если, например, для уменьшения скорости каретки в два раза по сравнению с начальной требуется инерционная масса, равная

15 массе каретки, то для последующего уменьшения скорости еще в два раза требуется инерционная масса, равная уже двум массам каретки и т.д.

Таким образом, требуемая инерцион20ная масса возрастает в геометрической прогрессии.

Цель изобретения - снижение материалоемкости стенда.

Постав;|енная цель достигается

25 тем, что стенд для ударных испытаний, содержащий основание, закрепленную на основании направляющую, установленную на направляющей каретку для размещения испытываемого изделия, 30 механизм разгона каретки, тормозное устройство в виде распределенной на основании вдоль направления движени каретки инерционной массы и установ ленное на каретке приспособление для захвата инерционной массы, последняя представляет собой сыпучий материал, а приспособление для захв та выполнено в виде взаимодействующ го с сыпучим материалом раструба с боковыми отверстиями для выхода чер них сыпучего материала. Кроме того, сыпучий материал может быть размещен в емкостях, выпол ненных в виде изготовленных из легкоразрушаемого материала коробов, установленных на ножках из такого же материала. Причем стенд может быть снабжен наклонным желобом, охватывающим участок торможения, и емкостью для сбора сыпучего материала, установленной в нижней части желоба. - На фиг. 1 показан стенд, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1. Стенд содержит основание 1, направляющую 2, каретку 3 для размеще ния испытуемого изделия 4, механизм разгона каретки 3 (не показан), тор мозное устройство в виде инерционной массы, которая представляет собой сыпучий материал (дробь) 5, раз мещенное в коробах б из легкоразрушаемого материала, установленных на ножках 7 на основании 1, приспособление для захвата инерционной ма сы, выполненное в виде раструба 8 с боковыми отверстиями 9. На участке торможения, охватывая его, установлен наклонный желоб 10 фигурной фор мы для сбора сыпучего материала 5, в нижней части которого выполнена емкость 11, в которую собирается сыпучий материал 5 (дробь) для повторного использования. Стенд работает следующим образом Перед испытанием в короба б засыпается требуемое, в зависимости от закона торможения, количество сыпучего материала 5 и они устанавли ваются на основании 1 стенда. Короба 6 штампуются из легкоразрушаемых материалов (например пенопласта, целлюлоида и т.п.) с минимальной .толщиной стенок. В качестве сыпучего материала выгодно использовать дробь из металла с большим удельным весом. Для устойчивого закрепления коробов 6 на основании (так как перед движущейся кареткой возникает воздушная ванна, которая может опрокинуть емкости) их можно склеить между собой, а ножки 7 приклеить к основанию 1. л Затем разгоняют каретку 3 до заданной скорости, после чего раструб 8 начинает взаимодействовать с инерционной массой. Острый край раструба 8 разрушает ножки 7 и короба 6 с дробью попадают внутрь раструба. При этом короба б разрушаются и сыпучий материал 5 в смеси с легкими кусками пенопласта-остатками коробов 6 ударяется о заднюю стенку раструба 8, формируя требуемый тормозной импульс. Затем сыпучий материал 5 высыпается через боковые отверстия 9 и по наклонному желобу 10 скатывается в емкость 11. Таким образом, инерционная масса после взаимодействия с кареткой и формирования тормозного импульса не присоединяется к массе каретки, масса каретки при торможении не увеличивается и для уменьшения ее скорости в определенное количество раз требуется одно и то же количество инерционной массы. Этим и достигается снижение материалоемкости стенда. Составим систему уравнений, описываемую процесс торможения каретки, считая, что к ней во время торможения последовательно присоединяются, а затем удаляются малые инерционные массы, а скорость каретки при этом уменьшается на значения ,,У4. M-v(M-t-uM Kv -uV ;г 1 л М+Ш V, V NV ., /W-Vj t (M+uMiXVa-AVa.) - Vi .. - j, M-Vrt4M &MM)(VH-A)H)М+лМц VM . Vy, где M - масса каретки с изделием, V - начальная скорость каретки. Скорость каретки по окончании процесса торможения массой , равна V. k.- где k , k ..,k| - безразмерные коэффициенты (см.систему уравнений 1) , В то время, как суммарная масса участвовавшая в торможении каретки равна ...+лМ„IlJi j (i) M (-k -Ь «и-f) так как из системы уравнений (1) видно&/v nxV-)M йЛЛд-.(Ка-1)м A -Crvl-OM Для удобства расчета считаем, что АМ AMg ... лМи л М, тогда kn t Формулы (2) и (3) будут выглядеть: Ч-Vrl-V. (5) .T&M-AWi(rl-)) (6) Для известного ст-енда уравнение движения каретки при ее торможении описьгоается уравнением (,,-)У , (7) где V v - скорость каретки после торможения / 5--ДМ - суммарная величина ине . ционной массы, присоед нившейся к каретке, которая может быть представлена в следующем виде .iV-Mb.,N..j. ,) В.случае k. формула (8) будет выглядеть ; zuftA.-M() Разделив формулу (б) на (9) пол чим безразмерный коэффициент, пока вающий во сколько раз суммарная ин ционная масса, присоединившая к ка ретке при ее торможении со скорост V до скорости VT , в предлагаемом стенде меньше, чем в известном. v() Г Проанализируем формулу (10). ,-1 . „ - М + дМ Принимая k 1,01 (k т.е. tr- 0,01 и, считая что отнош ние на практике (при Vi равном несколько сот метров в секунду) .долж быть порядка сотни, подбираем п: 100 Vi при п 486, получаем 122,3 486 d.Ol - 1) d.Ol « 0,04 2,3 - 1 Таким образом, инерционная масс используемая в описанном тормозном устройстве почти в 25 раз меньше, чем в известном. (10 Следует отметить, что при уменьшеНИИ отношения и увеличении отношеVния Y коэффициент & а следовательно, материалоемкость предложенного стенда будет уменьшаться. Формула изрбретения 1.Стенд для ударных испытаний, содержащий основание, закрепленную на основании направляющую, установленную на направляющей каретку для размещения испытываемого изделия, механизм разгона каретки, тормозное устройство в виде распределенной на основании вдоль направления движения каретки инерционной массы и установленное на каретке, приспособление для захвата инерционной массы, о т л и чающийся тем, что, с целью снижения материалоемкости стенда, инерционная масса представляет собой сыпучий материал, а приЪпособление для захвата выполнено в виде взаимодействующего с сыпучим мате-, риалом раструба с .боковыми отверстиями для выхода через них сыпучего материала. 2.Стенд по ПО.1, о-т л и ч а ю щ и и с я тем, что сыпучий материал размещен в емкостях, выполненных в виде изготовленных из легкоразрушаемого материала коробов, установленных на ножках из такого же материала. 3.Стенд по пп. 1и2, отличающийся тем, что он снабжен наклонным желобом, охватывающим участок торможения, и емкостью для сбора сыпучего материала, установленной в нижней части желоба. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №567109, кл. G 01 М 7/00, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2742349/25-28, кл. G 01 М 7/00, 1979 (прототип).

Фуг.

i4.

,й::б.