Датчик импульсного давления

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к области измерения максимального значения компоненты тензора напряжений в исследуемой среде. Цель изобретения - повышение точности измерения. С двух торцов цилиндрического корпуса 1 закреплены эластичные мембраны 2, между которыми установлена эластичная обойма 3, выполненная из материала с низким коэффициентом трения. Обойма 3 состоит из двух кольцевых пластин 4, на отверстиях которых закреплена оболочка 5, выполненная в виде полутора. Под действием давления мембраны 2 воздействуют на сыпучий зернистый хрупкий материал с равным размером зерен, раздробляя его. По относительной весовой доле зерен наименьшего размера судят о величине импульсных напряжений. Конструкция датчика позволяет нагружать образец сыпучего зернистого материала центральной камеры 7 в условиях одноосного деформирования без влияния трения на стенках обоймы. 2 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 1 7/00, 1/06

ГОСУДАРСТВЕН Ый КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4634298/ 1 0 (22) 09.01.89 (46) 07.08.91. Бюл. М 29 (72) Л.С.Йвтереев и И.Г,Тиханов (53) 531.787(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

f4 1137359, кл. G 01 1 7/08, 1983.

Авторское свидетельство СССР

М 1538064, кл. G 01 1 7/00, 7/08, 1987. (54) ДАТЧИК ИМПУЛЬСНОГО ДАВЛЕНИЯ . (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к области измерения максимального значения компоненты тенэора напряжений .в исследуемой среде.

Цель изобретения — повышение точности измерения. С двух торцов цилиндрического. SU 1668878 А1 корпуса 1 закреплены эластичные мембраны 2, между которыми установлена эластичная обойма 3, выполненная из материала с низким коэффициентом трения, Обойма 3 состоит из двух кольцевых пластин 4, на отверстиях которых закреплена оболочка 5, выполненная в виде полутора. Под действием давления мембраны 2 воздействуют на сыпучий зернистый хрупкий материал с равным размером зерен, раздробляя его. По относительной весовой доле зерен наименьшего размера судято величине импульсных напряжений. Конструкция датчика позволяет нагружать образец сыпучего зернистого материала центральной камеры 7 в условиях одноосного деформирования без влияния трения на стенках обоймы. 2 ил, 1668878 упругости материала обоймы; Е .qM — модуль упругости сыпучего зернистого хрупкого ма- 35

Изб >етение относится к измерительной технике„а именно к области измерения ° максимального значения компоненты тензора напряжений в исследуемой среде.

Цель изобретения — повышение точности измерения максимальных импульсных напряжений.

На фиг,1 изображен датчик, общий вид; на фиг.2 — разрез А — А на фиг.1.

Датчик содержит плоский жесткий цилиндрический корпус 1 с расположенной в центре его внутренней цилиндрической полостью; отделенной от исследуемой среды с помощью эластичных мембран 2. Мембраны установлены в корпусе заподлицо с двух его противоположных торцов, Во внутренней цилиндрической полости симметрично относительно оси размещена обойм.i 3 из полимерного материала с низким коэффициентом трения, выполненная в виде двух параллельно расположенных кольцевых пластин 4, по периметру отверстия которых закреплена оболочка 5, выполненная в виде полутора и армированная жесткими неразьемными кольцами 6. Обойма плотно примыкает к эластичным мембранам и делит внутреннюю полость на две герметичные камеры: централ ьную 7 и. периферий ную 8, полностью однообразно заполненных сыпучим зернистым хрупко разрушающимся материалом 9 одного заданного размера, При этом жесткость обоймы выбрана из соотношения Eo6 Е .av где Е or> — модуль. териала.

Для измерений импульсных напряжений датчик размещается в исследуемой среде и ориентируется в пространстве так, что интересующая компонента тензора напряжений направлена по нормали к его торцовой поверхности, При распространении импульсного воздействия в исследуемой среде в зоне располо>кения жесткого кольцевого корпуса 1 возникает местная концентра ция напряжении„протяженность которой от внутреннего диаметра корпуса по направлению к оси не превышает О, i радиуса датчика, остальная поверхность

-эластичных мембран 2 подвергается действию истинных напряжений, вызванных в исследуемой среде внешним возмущением, Всеэто поле напряжений эластичными мембранами без искажений передается сыпучему зернистому хрупко разрушак>щемуся материалу 9 одного заданного размера, нагружая его в условиях одноосного деформи"рования вдоль жестких стенок кольцевого корпуса. Торовая часть поверхности обоймы 3 с центральной камерой 7 и заполняю5

25 щим ее сыпучим зернистым материалом, находясь внутри области концентрации напряжений, выходит за пределы зоны ее действия. Концентрация напряжений в исследуемой среде воспринимается только сыпучим зернистым материалом периферийной камеры 8, развивая в нем более интенсивное напряженно-деформированное состояние, соответствующее процессу адноосного деформирования, которое к тому же искажается трением на жестких стенках кольцевого корпуса. Тонкостенная обойма, выполненная в виде оболочки вращения с формой внешней полуповерхности тора из полимерного материала с низким коэффициентом трения, имеет жесткость меньше, чем жесткость окружающего ее сыпучего зернистого мтериала, и хорошо отслеживает все осевы деформации, связанные с переупаковкой и дроблением частиц сыпучего зернистого материала при его нагружении. В качестве зернистой среды может быть использован, например, кварцевый песок с частицами 0,45 — 0,50 мм.

Трение HB антифрикционных стенках обоймы центрального объема, связанное только с наличием микроподвижек частиц, очень мало и не влияет на процесс одноосного деформирования, Армированная кольцами 6 обойма 3 практически не расширяется в боковом направлении и воспринимает на себя разницу в напряженнодеформированных состояниях сыпучих зернистых материалов центрального и периферийного объемов.

После нагружения датчик напряжения извлекают (далее все остальные операции проводят только с сыпучим зернистым материалом центрального герметичного объема), выявляют раздробленную часть сыпучего зернистого материала путем просеивания на ситах с квадратными ячейками, размер которых соответствует наименьшему размеру из диапазона размеров зерен исходного грансостава, и находят ее относительную весовую долю в исходной массе, по величине которой судят о величине импульсных напряжений.

Величина импульсных напряжений определяется по степени разрушения образца хрупкого зернистого материала 9.

Таким образбм, конструкция датчика позволяет нагружать образец сыпучего зернистого материала центральной амеры в условиях одноосного деформирования без влияния трения на стенках обоймы неискаженными напряжениями., возбуждаемыми в исследуемой среде внешними воздействиями. Относительная весовая доля раздробленной части этого образца используется

1668878

Еоб + Ec.ýì, Составитель Е;Швая

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Н,Король

Редактор О.Головач

Заказ 2650 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР, 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 для оценки величины действующих напряжений, Преимущество предлагаемого датчика по сравнению с известными техническими решениями состоит в том, что датчик практически не искажает напряженного состояния исследуемой среды и повышает точность измерений. Ошибка измерений максимальных импульсных напряжений не превышает 107;, что применительно к твердым средам определяет высокую точность измерений.

Формула изобретения

Датчик импульсного давления, содержащий цилиндрический корпус, с двух торцов которого заподлицо с ними закреплены две эластичные мембраны и сыпучий зернистый хрупкий материал с равным размером зерен, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен тонкостенной обоймой из полимерного

I материала с низким коэффициентом трения, состоящей из двух параллельно расположенных кольцевых пластин, по периметру отверстия которых закреплена оболочка, 5 выполненная в виде полутора и армированная жесткими кольцами, причем обойма установлена в полости корпуса по оси его симметрии и образует две камеры, а каждая из кольцевых пластин закреплена на торце

10 корпуса, причем выпуклая сторона оболочки обращена к стенке корпуса, а сыпучий зернистый хрупкий материал размещен в обеих камерах корпуса, при этом жесткость обоймы выбрана из соотношения

15 где Е p — модуль упругости материала обоймы;

20 Ec aM — модуль упругости сыпучего зернистого хрупкого материала.