Устройство для динамических испытаний материалов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ, содержащее накопитель электрической энергии с зарядным устройством, подключённый к накопителю через разрядник взрывающийся проводник в виде фольги, держатель фольги и приспособление для крепления образца испытуемого материала ,о тли чающее с я тем, что, с целью повьшения точности испытаний путем устранения неплоскрстности фольги, держатель фольги выполнен в виде диэлектрической подложки , толщина ( которой выбрана из условия 2 где С - скорость звука в материале подложки; t - продолжительность взрыва фольги.. 4 / //////

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3608286/25-28 (22) 21.04.83 (46) 23.09.84. Бюл. У 35 (72) А.А.Антонов, Б.Ф.Воробьев, Ю.В.Судьенков и У.Даубаев (71) ЛГУ им. А.А.Жданова (53) 620.178.7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N- 761376, кл. G 01 N 3/30, 1976.

2. Антонов А.А., Березин Г.B., Яковлев В.В. Получение и регистрация ударных волн от электрического взрыва проводников. — Сборник "Физическая механика". М., Изд- во ЛГУ, 1978, вып. 3, с. 3-16 (прототип) . (54)(57) .УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ

ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ, содержащее

„.SU 1114 20

3(Я) G 01 N 3/30; G 01 M 7/00 накопитель электрической энергии с зарядным устройством, подключенный к накопителю через разрядник взрывающийся проводник в виде фольги, держатель фольги и приспособление для крепления образца испытуемого материала,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности ис1 пытаний путем устранения неплоскостности фольги, держатель фольги выполнен в виде диэлектрической подложки, толщина о которой выбрана из условия

,с

2 где С вЂ” скорость звука в материале подложки; — продолжительность взрыва фольги..

1114920

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытаний образцов материалов на воздействие высокоскоростной динамической нагрузки. 5

Известно устройство для динамических испытаний материалов, содержащее накопитель электрической энергии, соединенный с накопителем индуктор и приспособление для закрепления 10 образца испытуемого материала С13.

Недостатками этого устройства являются невысокая для испытания некоторых материалов интенсивность нагружения и малая длительность дей- 15 ствия нагрузки.

Наиболее близким к изобретенчю по технической сущности является устройство для динамических испытаний материалов, содержащее накопи- 20 тель электрической энергии с зарядным устройством, подключенный к накопителю через разрядник взрывающийся проводник в виде фольги, держатель фольги и приспособление для креп- 25 ления образца испытуемого материала.

Ударная волна, образующаяся при взры ве фольги, при протекании через нее мощного импульса тока, нагружает образец испытуемого материала Г23.

Недостатком известного устройства является низкая точность испытаний, связанная с практической невозможностью установки тонкой металлической фольги (толщиной порядка I0 см) с требуемой параллельностью к поверхности образца, что обусловлено неплоскостностью поверхности фольги, вследствие остаточных деформаций и деформаций при установке 40 фольги.

Целью изобретения является повышение точности испытаний путем устранения HeIIJIocI

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для динамических испытаний материалов, содержащем накопитель электрической энергии с зарядным устройством, подключенный к накопителю через разрядник взрывающийся проводник в виде фольги, держатель фольги и приспособление для крепления образца испытуемого материала, держатель фольги выполнен в виде диэлектрической подложки, толщина d которой выбрана из условия

С2

А —

2 где С вЂ” скорость звука в материале подложки;

7. — продолжительность взрыва фольги.

Фольга плотно прилегает к поверхности диэлектрической подложки чем устраняется неплоскостность. Указанное условие выбора толщины подложки исключает влияние на профиль ударной волны отражения волны от свободной поверхности подложки.

На чертеже изображено предлагаемое устройство для динамических испытаний материалов.

Устройство содержит накопитель электрической энергии в виде конденсаторной батареи 1 с зарядным устройством 2, подключенный к батарее 1 через разрядник 3 взрывающийся проводник в виде фольги 4, держатель фольги в виде диэлектрической подложки 5, приспособление 6 для установки образца 7 испытуемого материала, аппаратуру 8 для управления и регистрации результатов испытаний и датчик 9 импульсного давлений. Толщина подложки 5 выбирается из услол. Я вия о>--, где С вЂ” скорость звука в материале подложки; Т вЂ” продолжительность взрыва фольги. Поверхность диэлектрической подложки 5 обработана минимум по 7-у классу чистоты.

Устройство для динамических испытаний материалов работает следующим образом.

Конденсаторная батарея 1 с помощью зарядного устройства 2 заряжается до выбранного напряжения. На диэлектрической подложке 5 закрепляется взрывная фольга 4, плотно прилегающая к ее поверхности. Это может обеспечиваться смачиванием поверхности фольги тонким слоем машинного масла.

В момент запуска блок синхронизации, входящий в состав аппаратуры 8, запускает эту аппаратуру и вьрабатывает импульс напряжения для управления работой разрядника 3. Разрядный ток, конденсаторной батареи 1 проходит через разрядник 3 и фольгу 4. Под его воздействием фольга 4 взрывается, образуется плоская ударная волна, воздействующая на испытуемый образец 7. Аппаратура 8: регистрирует профиль прошедшей через испытуемый образец 7 динамической нагрузки, а датчик 9 импульсного давления опреСоставитель В.Финогенов

Редактор P.Öèöèêà Техред М,Надь Корректор А.Тяско

Заказ 6759/29 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4

3 111 деляет профиль воздействующего на образец 7 и диэлектрическую подложку 5 импульса давления.

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить точность испытаний поскольку изготовление и установка плоских поверхностей образца и подложки с точностью

10 см не представляет технической трудности, а это в свою очередь при получаемых при взрыве фольги скоростях разлета ее материала v=10 см/с позволяет добиться величины минимального достоверного интервала профиля ударной нагрузки ь1 (оцениваемого по разбросу измеряемых профилей импульсов давления при одинако4920 4 вых условиях проведения испытаний) порядка 1 Н/с и продольной измеряемой скорости нагружения порядка 4

10 бар/с (для линейного размера области измерения 6=15 мм). Для известного устройства эти величины составляют соответственно а7 50 Н/с.

l2.

41*1 0 бар/с . Кроме того, увеличивается коэффициент использования энер10 гии взрыва фольги, так как энергия взрыва, поглощаемая подложкой и теряемая для испытаний, определяемая соотношением механических импедансов материала подложки и воздуха, на 2-3 порядка меньше энергии в воздушной ударной ванне, воздействующей на образец.