Установка для динамических испытаний образцов материалов

 

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ по методу разрезного стержня Гопкинсона содержащая соосно расположенные нагружающий стержень и стержень - наковальню для крепления между ними образца, силовозбудитель и устройство для возбужёдния волны напряжения в нагружающем стержне, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности испытаний, устройство для возбуждения волны напряжения в нагружающем стержне выполнено в виде жесткой рамы, образованной параллельно , расположенными траверсами и соединяйхцими их колоннами, и разрьшного элемента , соединяющего силовозбудитель, представляющий собой установленный на одной из траверс механизм растяжения , с концом нагружающего стержня, а на другом конце нагружающего стержня выполнен упор, опертый на другую траверсу рамы. 2. Установка по п. 1, отли (Л чающаяся тем, что в случае испытания образца на растяжение ; нагружающий стержень выполнен полым, а стержень-наковальня расположен внутри нагружающего стержня.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4 (51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ, Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

8 5 77710 1 8

Фиа f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИИ (21) 3694459/25-28 (22) 19 ° 01.84 (46) 07.07.85. Бюл. Р 25 (72) Г.А. Двоеглазов (53) 620.178.74(088.8) (56) 1. Кокошвили С.М. Методы .динамических испытаний жестких полимерных . материалов. Справочное пособие. Рига, "Зиматне", 1978, с. 56, рис. 3.2.

2. Кольский Г. Исследование механических свойств материалов при больших скоростях нагружения. — "Механика", 1950, вып. 4, с. 108-128 (прототип). (54)(57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИИ ОБРАЗЦОВ MATEPHAJIOB no методу разрезного стержня Гопкинсона, содержащая соосно расположенные нагружающий стержень и стержень — наковальню для крепления между ними образца, силовозбудитель и устройство для возбужедния волны напряже„„Я0„„1165935 ния в нагружающем стержне, о т л ич ающ ая с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности испытаний, устройство для возбуждения волны напряжения в нагружающем стержне выполнено в виде жесткой рамы, образованной параллельно . расположенными траверсами и соединяющими их колоннами, и разрывного элемента, соединяющего силовозбудитель, представляющий собой установленный на одной из траверс механизм растяжения, с концом нагружающего стержня, а на другом конце нагружающего стержня выполнен упор, опертый на другую траверсу рамы. !. 2. Установка по п. i, о т л ич а ю щ а я с я тем, что в случае испытания образца на растяжение нагружающий стержень выполнен полым, а стержень-наковальня расположен внутри нагружающего стержня.

) 165935

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, а именно к установкам для динамических испытаний образцов материалов, и может быть использовано для опреде- ления динамических свойств материалов при высокоскоростном нагружении по методу разрезного стержня

Гопкинсона.

Известна установка для динамических испытаний образцов материалов, содержащая нагружающий стержень и стержень-наковальню, между которыми размещен испытуемый образец, силовозбудитель, в качестве которого исполь-15 зована разрядная камера, подключенная к генератору импульсных токов, и устройство для возбуждения волны йапряж6ния в нагружающем стержне в виде гибкой пластины, укрепленной в разрезной камере P1g.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является установка для динамических испытаний образцов материалов по методу разрезного стержня Гопкинсона, содержащая соосно расположенные нагружающий стержень и стержень-наковальню для крепления между ними образца, снловоз- 30 будитель и устройство для возбуждения волны напряжения в погружающем стержне. В качестве устройства для возбуждения волны напряжения в нагружающем стержне использован удар- З5 ник, разгоняемый силовозбудителем, которым служит взрывное устройство 2), Недостатками известных установок являются сложность конструкции, обусловленная применением в качестве 4О снловоэбудителя специальных импульсных устройств (взрывных, разрядных и т.п.), низкая точность испытаний из-за возбуждения в нагружа-, емом-стержне изгибных колебаний, вызванных ударным взаимодействием устройства для возбуждения волны напряжения в нагружающем стержне с его концом.

Цель изобретения — упрощение кон- о струкции и повышение точности испытаний.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для динамических испытаний образцов материалов у по методу разрезного стержня Гопкин- сана, содержащей соосно расположенные :,нагружающий. стержень и стержень-наковальню для крепления между ними образца, силовозбудитель и устройство для возбуждения волны напряжения в нагружающем стержне, устройство для возбуждения волны напряжения в нагружающем стержне выполнено в виде жесткой рамы, образованной параллельно расположенными траверсами и соединяющими их колоннами, и разрывного элемента, соединяющего силовозбудитель, представляющий со-. бой установленный на одной из траверс механизм растяжения, с концом нагружающего стержня, а на другом конце нагружающего стержня выполнен упор, опертый на другую траверсу.

В случае испытания образца на растяжение нагружающий стержень выполнен полым, а стержень-наковальня расположен внутри нагружающега стержня..

Упрощение конструкции достигается за счет применения силовозбудителя, представляющего собой механизм растяжения, в качестве которого может быть использован привод любой разрывной машины. Благодаря испальзованию в качестве накопителя энергии упругой энергии растягиваемого нагружающего стержня исключается возникновение в нем изгибных колебаний, что повышает точность испытаний на установке.

На фиг. 1 приведена схема установки для динамических испытаний . образцов материалов на сжатие; на фиг. 2 — то же, на растяжение.

Установка содержит соосно расположенные нагружающий стержень 1 и стержень-наковальню 2 для крепления между ними образца 3, устройство,для возбуждения волны напряжения в нагружающем стержне 1, выполненное в виде жесткой рамы, образованной параллельно расположенными траверсами 4 и 5 и соединяющими их колоннами 6, и разрывного элемента 7, соединяющего силовоэбудитель 8, представляющий собой механизм растяжения, установленный на траверсе 5 с концом нагружающего стержня 1. Йа другом конце нагружающего стержня 1 выполней упор 9, спертый на траверсу 4 рамы. Соеди-; нение силовозбудителя 8 с концом нагружающего стержня 1 при помощи разрывного элемента 7 осуществлено с помощью резьбовык захватов 10

Установка работает следующим образом.

Образец 3 иэ исследуемого материала устанавливается между нагружающим стержнем 1 и стержнем-наковальней 2, Затем производится закрепление разрывного элемента 7 в захватах 10 и 11 силовозбудителя 8 и нагружающего стержня 1. С помощью силовозбудителя 8 через разрывной элемент 7 с концентратором напряжения растягивают нагружающий стержень 1, который запасает при этом упругую энергию. Растяжение нагружающего стержня 1 обеспечивается за счет жесткости устройства для возбужде- ния волны напряжения в нагружающем

l l7770f 1 Г

Составитель A. Быков

Техред М.Кузьма

Корректор Л. Пилипенко

Редактор О. Головач

Заказ 4301/35 Тираж 897ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал IIIIII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 и 11. В случае испытания образца на растяжение (фиг. 2) нагружающий стержень 1 выполнен полым, а стержень-наковальня 2 расположен внутри ! нагружающего стержня 1, Регистрация подающей, прошедшей и отраженной волн напряжения осуществляется тензопреобразователями (не показаны).

6593) 4 стержне 1, выполненного в виде рамы с параллельно расположенными траверсами 4 и 5 и соединяющими их колоннами 6, а также благодаря наличию на конце нагружающего стержня упора 9, опертого на траверсу 4.

При разрушении разрывного элемента 7

Ь нагружающем стержне 1 возникает плоская волна сжатия, которая, достигнув противоположного конца нагружающего стержня 1, нагружает образец динамической нагрузкой эа счет инерционности стержня-наковальни 2. Параметры импульса нагружения регистрируются с помощью тензопреобразователей, наклеенных на нагружающий стержень 1 и стержень-наковальню 2.

Использование изобретения позволяет проводить динамические испытания образцов материалов, используя сравнительно простые механизмы нагружения, например стандартные разрывные машины, и отстроиться от помех, вызванных изгибными колебаниями нагружающего стержня.