Устройство для измерения параметров удара

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ УДАРА, содержащее датчик силы с выводами, установленными в упругом элементе, и образец, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введена контактная токопроводящая поверхность в виде тела вращения, размещенная перед образцом по направлению удара, а упругий элемент снабжен лепестковыми упругими токосъемниками , образующими усеченный конус и соединенными с одним выводом датчика силы, другой вывод которого соединен с упругим элементом, при этом максимальный диаметр лепестковых упругих токосъемников больше или равен максимальному диаметру тела вращения, а образец и упругий элемент выполнены из токопроводящего материала.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК..SU, 1136041 А

4 @ G 01 L 1/16; G 01 1. 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /,:,:, /

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1.. (21) 3599711/24-10 (22) 27.05.83 (46) 23.01.85. Бюл. № 3 (72) К. К. Дудка и А. С. Шестаков (53) 531.781 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 302969, кл. G 01 L 1/16, 1970.

2. Коношвилли С. М. Методы динамических испытаний жестких полимерных материалов. Рига. «Зинатне», 1978, с. 182 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ УДАРА, содержащее датчик силы с выводами, установленными в упругом элементе, и образец, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введена контактная токопроводящая поверхность в виде тела вращения, размещенная перед образцом по направлению удара, а упругий элемент снабжен лепестковыми упругими токосъемниками, образующими усеченный конус и соединенными с одним выводом датчика силы, другой вывод которого соединен с упругим элементом, при этом максимальный диаметр лепестковых упругих токосъемников больше или равен максимальному диаметру тела вращения, а образец и упругий элемент выполнены из токопроводящего материала.

1136041

Изобретение относится к технике измерения параметров контактного взаимодействия тел при поперечном ударном нагружении.

Известны пьезоэлектрические динамометры для измерения нагрузки при динамическом нагружении материалов, содержащие упругий элемент, пьезокристалл, установленный в окне, выполненном в упругом элементе и устройство для предварительного сжатия (1) .

Однако такие пьезоэлектрические динамометры не могут быть использованы в качестве уДарника при поперечном динамическом нагружении материалов, вследствие их конструктивного исполнения, предусматривающего механическую связь динамометра с образцом.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения параметров удара, содержащее датчик силы с выводами, установленный в упругом элементе и образец (2).

Недостатком известного пьезоэлектрического динамометра-ударника является наличие кабеля, связывающего динамометр с каналом регистрации сигнала, что не позволяет использовать его для измерения контактной силы при поперечном высокоскоростном ударном нагружении элементов конст.рукций, осуществляемым путем разгона динамометра-ударника в метательных устройствах (пневмогазовые, пороховые пушки) .

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения параметров удара, содержащее датчик силы с выводами, установленный в упругом элементе, и образец, введена контактная поверхность в виде тела вращения, размещенная перед образцом по направлению удара, а упругий элемент снабжен лепестковыми упругими токосъемниками, образующими усеченный конус и соединенными с одним выводом датчика силы, другой вывод которого соединен с упругим элементом, при этом максимальный диаметр лепестковых упругих токосъемников больше или равен максимальному диаметру тела вращения, а образец и упругий элемент выполнены из токопроводяшего материала.

На чертеже представлено устройство.

Пьезоэлектрический датчик-ударник включает в себя подвижную и неподвижную части. Подвижная часть датчика-ударника состоит из корпуса 1, являющегося одновременно упругим элементом, двух пьезокерамических таблеток 2 и 3, установленных в канале, выполненном в упругом элементе, и предварительно поджатых через шайбу 4 и шарик 5 винтом 6, фторопластовой цилиндрической полой втулки 7, служащей изолятором и удерживающей пьезотаблетки от

40 радиального смещения, лепесткового упругого токосъемника 8 в виде усеченного конуса, закрепленного через изолирующие прокладки 9,10 к винту 6 винтом 11. Центральным контактом между пьезотаблетками служит серебряная пластинка 12, соединенная посредством гибкого экранированного провода 13 с лепестковым упругим токосъемником. Вторые контактные поверхности обеих пьезотаблеток замыкаются непосредственно на корпус. Неподвижная часть состоит из контактной поверхности 14, выполненной в виде полого усеченного конуса, установленного от испытуемого образца 15 на расстоянии, превышающем на 10 мм длину корпуса, изолирующей прокладки 16, узла

17 крепления и гибких экранированных проводов 18 и 19.

Датчик-ударник работает следующим образом.

Перед выстрелом пластинка лепесткового упругого токосъемника 8 обжимается до горизонтального положения и корпус 1 пьезоэлектрического датчика-ударника воставляется в специальный поддон, представляющий собой деревянный цилиндр с центральным углублением под тело корпуса датчика-ударника. В канале ствола пневмогазовой пушки происходит совместный разгон поддона и корпуса 1 подвижной части датчика-ударника, который затем отделяется от поддона посредством торможения последнего в конической части дульного тормоза.

После выхода из ствола лепестки упругого токосъемника 8, распрямляясь, занимают рабочее положение. При соударении подвижной части 1 датчика-ударника с испытуемым образцом 15 происходит замыкание контактов лепесткового упругого токосъемника 8 с контактной поверхностью 14 и корпуса 1 с испытуемым образцом 15. Вырабатываемый при этом сигнал на пьезотаблетках 2 и 3 по гибким экранированным проводам 18,19 подается к регистрирующей аппатуре.

Применение пьезоэлектрического датчика-ударника в совокупности с необходимой аппаратурой позволяет определить силу и время контактного взаимодействия ударника с испытуемым образцом при поперечном высокоскоростном ударном нагружении, что значительно расширяет возможности научных исследований в области ударного деформирования и разрушения конструкций.

Устранение непосредственной проводной связи пьезоэлектрического датчика-ударника с регистрирующей аппаратурой позволяет использовать его в качестве ударника при моделировании процесса поперечного удара твердого тела малой массы по элементам конструкции (лопатки и корпус газотурбинного двигателя, обшивка планера летательного аппарата и т.д.) и одновре1136041

Составитель А. Северин

Техред И. Верес Корректор О. Луговая

Тираж в.з8 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., a. 4/5

Филиал ППП *Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Е. Лушникова

Заказ 10276/31 менно в качестве датчика для регистрации силы контактного взаимодействия. Такой подход дает возможность оценить повреждаемость испытуемого образца и использовать полученную экспериментальную зависимость

P =P(t) для последующего расчета его напряженно-деформированного состояния. В этом случае значительно повышается точность расчетов, что имеет большое практическое значение для определения предельного напряженного состояния и работоспособности элементов конструкции в условиях сосредоточенного ударного нагружения в широком диапазоне скоростей.