Стенд для динамических испытаний
Изобретение относится к испытательной технике для динамических испытаний объектов. Стенд для динамических испытаний, содержащий газодинамическое ствольное разгонное устройство, разгоняемую подвижную часть, установленную напротив дульного среза ствола с возможностью поступательного движения вдоль его продольной оси, узел крепления испытываемого объекта, установленный снаружи ствола, отличается тем, что стенд дополнительно содержит по крайней мере одну установленную снаружи ствола вдоль его продольной оси направляющую для перемещения по ней подвижной части в сторону испытываемого объекта, установленного при помощи узла крепления на той же направляющей. При этом на дульном срезе ствола разгонного устройства может быть установлен насадок с соплом, диаметр критического сечения которого меньше диаметра канала ствола, разгоняемая подвижная часть может содержать узел крепления испытываемого объекта, а на дульном срезе ствола разгонного устройства также может быть установлена разрывная мембрана. Данное изобретение позволяет проводить нагружение объектов произвольной формы и габаритов. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к испытательной технике. Преимущественная область применения - техника для динамических испытаний.
Известна установка для испытаний материалов на ударное сжатие, содержащая ствол, ударник (разгоняемую подвижную часть), размещенный в стволе, соединенную со стволом камеру сжатого газа для разгона ударника, и включающий опорный и прижимной фланцы узел крепления образца, расположенный на конце ствола с возможностью поворота в плоскости, параллельной оси ствола (см. а.с. СССР №763738, G 01 N 3/30, опубл. 15.09.80, бюл. №34).
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является выбранная в качестве прототипа установка для испытаний материалов на ударное сжатие, содержащая ударник (разгоняемую подвижную часть), трубу разгона (газодинамическое ствольное разгонное устройство), в которой размещен ударник, отделенную от трубы разгона разрушаемой диафрагмой камеру сжатого газа, закрепленный на конце трубы разгона узел крепления испытываемого образца, включающий надульник, опорный фланец и прижимной фланец, и охватывающую узел крепления испытываемого образца вакуумную камеру, выполненную сборной из двух герметично сопряженных стаканов, разделенных перегородкой, один из которых установлен неподвижно, а второй установлен с возможностью перемещения для обеспечения доступа к узлу крепления образца (см. а.с. СССР №1640592, G 01 N 3/30, опубл. 07.04.91, бюл. №13). Данная установка снабжена сборником осколков в виде съемной гильзы, надетой на надульник и прижимной фланец (надульник выполнен в виде диска, к которому прикреплен только прижимной фланец), и закрепленной на торце трубы разгона съемной втулкой, на которой закреплен опорный фланец, а в трубе разгона в зоне неподвижного стакана вакуумной камеры выполнены отверстия.
Недостатком аналога и прототипа является то, что разгоняемая подвижная часть (ударник) не может быть выполнена с габаритными размерами, превышающими калибр ствола разгонного устройства.
Решаемой технической задачей является обеспечение возможности исследования процесса динамического нагружения в случае, когда габаритные размеры разгоняемой подвижной части (ударника или испытываемого объекта) превышают калибр ствола разгонного устройства.
Технический результат - получение информации о параметрах, характеризующих процесс динамического нагружения объектов произвольной формы и габаритов, снижение себестоимости проведения эксперимента посредством использования штатных баллистических ствольных систем.
Решение поставленной технической задачи достигается за счет того, что в стенде для динамических испытаний, содержащем газодинамическое ствольное разгонное устройство, разгоняемую подвижную часть и узел крепления испытываемого объекта, расположенный снаружи ствола, разгоняемая подвижная часть установлена напротив дульного среза ствола с возможностью поступательного движения, по крайней мере, по одной направляющей, установленной снаружи ствола вдоль его продольной оси. На дульном срезе разгонного устройства может быть установлен насадок с соплом, диаметр критического сечения которого меньше диаметра канала ствола. Разгоняемая подвижная часть может содержать узел крепления испытываемого объекта. Возможен вариант исполнения стенда, когда на дульном срезе ствола разгонного устройства установлена разрывная мембрана.
Сопоставительный анализ предлагаемого решения и прототипа показал, что заявленный стенд отличается следующими новыми конструктивными признаками:
1) разгоняемая подвижная часть установлена напротив дульного среза ствола газодинамического разгонного устройства с возможностью поступательного движения, по крайней мере, по одной направляющей;
2) по крайней мере, одна направляющая установлена снаружи ствола газодинамического разгонного устройства вдоль его продольной оси;
3) на дульном срезе разгонного устройства может быть установлен насадок с соплом, диаметр критического сечения которого меньше диаметра канала ствола;
4) разгоняемая подвижная часть может содержать узел крепления испытываемого объекта;
5) на дульном срезе ствола разгонного устройства может быть установлена разрывная мембрана.
Установка разгоняемой подвижной части напротив дульного среза ствола газодинамического разгонного устройства с возможностью поступательного движения, по крайней мере, по одной направляющей, установленной снаружи ствола газодинамического разгонного устройства вдоль его продольной оси, позволяет исследовать процесс динамического нагружения испытываемого объекта произвольной формы и габаритов путем соударения последнего с разгоняемой подвижной частью, которая также может иметь произвольные линейные размеры.
Установка на дульном срезе разгонного устройства насадка с соплом, диаметр критического сечения которого меньше диаметра канала ствола, позволяет при необходимости изменять закон нагружения разгоняемой подвижной части стенда.
Расположение узла крепления испытываемого объекта на разгоняемой подвижной части дает возможность безударного нагружения испытываемого объекта совместно с разгоняемой подвижной частью стенда в соответствии с законом изменения давления метающего газа на разгоняемую подвижную часть.
Установка разрывной мембраны на дульном срезе ствола газодинамического разгонного устройства позволяет воздействовать на разгоняемую подвижную часть ударной волной с требуемым давлением на ее фронте.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 изображена схема возможного выполнения предлагаемого стенда динамических испытаний; на фиг.2 - вид А.
Стенд, изображенный на фиг.1 и 2, включает в себя газодинамическое разгонное устройство 1, выполненное в данном случае в виде штатной пороховой баллистической установки, разгоняемую подвижную часть 2, установленную снаружи ствола устройства 1 напротив его дульного среза. (В данном примере - на направляющей 6 с возможностью перемещения по ней.)
Направляющая 6 в виде рельса закреплена снаружи ствола вдоль его продольной оси на основании 7. Испытываемый объект 3 расположен при помощи узла крепления 4 на направляющей 6. Узел крепления 4 в данном случае выполнен в виде двух ложементов. Разгоняемая подвижная часть 2 имеет скользящий контакт с направляющей 6 посредством башмака 5.
Функционирование стенда осуществляется следующим образом.
Из газодинамического разгонного устройства 1 производится холостой выстрел (без установки в канале ствола какого-либо подвижного элемента). При этом струя газов, вылетающая из ствола устройства 1, воздействует на заднюю торцевую поверхность разгоняемой подвижной части 2, после чего та начинает двигаться по направляющей 6 в сторону испытываемого объекта 3, установленного при помощи узла крепления 4 на той же направляющей 6. Размеры подвижной части 2 выбираются таким образом, чтобы обеспечивались условия соударения, близкие к натурным, и, при необходимости, защита объекта испытаний от воздействия горячих газов (при условии, что при выстреле был задействован пороховой заряд). По достижении передним торцом разгоняемой подвижной части 2 поверхности испытываемого объекта 3 происходит их соударение. В процессе рабочего цикла стенда осуществляется регистрация параметров нагружения испытываемого объекта 3, а также регистрация параметров движения разгоняемой подвижной части 2. (Датчики, регистрирующие названные параметры, на фиг.1, 2 не показаны.)
При установке на дульном срезе ствола разгонного устройства насадка с соплом диаметр критического сечения которого меньше диаметра канала ствола, обеспечивается возможность изменения закона нагружения испытываемого объекта.
При расположении испытываемого объекта на разгоняемой подвижной части посредством узла крепления испытываемый объект нагружается совместно с разгоняемой подвижной частью без взаимного столкновения с ней.
При установке на срезе ствола разгонного устройства разрывной мембраны обеспечивается ударное нагружение разгоняемой подвижной части.
Формула изобретения
1. Стенд для динамических испытаний, содержащий газодинамическое ствольное разгонное устройство, разгоняемую подвижную часть, установленную напротив дульного среза ствола с возможностью поступательного движения вдоль его продольной оси, узел крепления испытуемого объекта, установленный снаружи ствола, отличающийся тем, что стенд дополнительно содержит по крайней мере одну установленную снаружи ствола вдоль его продольной оси направляющую для перемещения по ней подвижной части в сторону испытуемого объекта, установленного при помощи узла крепления на той же направляющей.
2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что на дульном срезе ствола разгонного устройства установлен насадок с соплом, диаметр критического сечения которого меньше диаметра канала ствола.
3. Стенд по п.1, отличающийся тем, что разгоняемая подвижная часть содержит узел крепления испытуемого объекта.
4. Стенд по п.1, отличающийся тем, что на дульном срезе ствола разгонного устройства установлена разрывная мембрана.
