Способ определения положения и скорости плоской поверхности ударника

Изобретение относится к области контрольного испытательного оборудования и предназначено для применения при испытаниях на ударное воздействие. Сущность: при перемещении ударника в направлении нормали к его плоской поверхности в по крайней мере одной плоскости, перпендикулярной указанной поверхности ударника, вдоль не менее двух прямых размешают чувствительные элементы регистрирующих устройств, регистрируют контакт чувствительных элементов с поверхностью ударника. Определяют пространственное положение контакта и скорость его перемещения. Прямые, образованные чувствительными элементами, размещают пересекающимися в одной плоскости или перекрещивающимися в двух и более параллельных друг другу плоскостях, а положение и скорость движущейся поверхности плоского ударника определяют путем геометрических построений и расчетов с использованием зарегистрированных значений. Технический результат: получение информации о фактическом пространственном положении плоской поверхности ударника и скорости ее перемещения в направлении нормали к ней. 1 ил.

 

Изобретение относится к области контрольного испытательного оборудования и предназначено для применения в испытаниях на ударное воздействие.

В ряде испытательных работ, связанных с метанием ударников, характеризующихся наличием плоской поверхности и движущихся плоскопараллельно в направлении нормали к этой поверхности, требуется определить скорость движения ударников и их пространственное положение на момент испытаний. Для определения положения поверхности такого рода ударника достаточно зарегистрировать угол между его поверхностью и характерной плоскостью или осью (угол подхода), положение которой в пространстве заранее известно.

Известен принятый за прототип способ [Б.М. Ловягин, А.Г. Иванов, В.И. Дудоладов, В.Д. Макаров «Способ непрерывной регистрации положения, профиля и скорости движущейся поверхности», патент РФ № RU 2250434, МПК 7 G01B 7/00, G01P 3/66, G01H 5/00, приоритет от 04.08.2003, опубликован 20.04.2005], заключающийся в регистрации электрического сигнала с, по крайней мере, двух резистивных коаксиальных датчиков, установленных концами вплотную и перпендикулярно исследуемой поверхности. Другие концы датчиков закрепляют неподвижно и подключают к измерительным трактам без образования тока в датчиках. Осуществляют высокоскоростное воздействие движущейся поверхности на резистивные датчики. Используя информационные сигналы с измерительных трактов и калибровочные зависимости, строят графики перемещения отдельных движущихся частей исследуемой поверхности во времени. Способ позволяет регистрировать одновременно положение, профиль и скорость движущейся твердой поверхности.

Недостатками этого способа являются:

- указанная авторами в описании патента малая инерционность датчиков, что для решаемой ими задачи является положительным моментом, но требует установки датчиков вплотную к начальному положению исследуемой поверхности ударника. При изменении положения поверхности ударника в процессе разгона (например, его повороте при несимметричном воздействии продуктов детонации взрывчатого вещества) и его движении в какой-нибудь среде (например, воздухе), применяемые датчики, вследствие малой удельной массы (внешний диаметр 0,3 мм, диаметр центральной нихромовой нити 0,05 мм), будут смещены ударной волной сжатой среды, распространяющейся перед движущейся в высокоскоростном режиме (0,8-8 км/с) поверхностью. Это не позволит определить требуемые параметры;

- несоответствие скорости исследуемой поверхности регистрируемой скорости взаимодействия с датчиком при неперпендикулярном его расположении относительно поверхности ударника. Это ужесточает требования к установке датчиков и ограничивает область применения способа;

- требуемый для реализации способа постоянный и длительный контакт чувствительного элемента (ЧЭ) резистивного датчика с движущейся поверхностью. При перпендикулярном воздействии поверхности ударника на датчик, строго говоря, регистрируется не перемещение поверхности ударника, а перемещение зоны контакта чувствительного элемента и материала ударника. При повышении жесткости конструкции датчика (или применении относительно мягкого материала ударника) увеличится и погрешность измерения скорости взаимодействия вследствие проникания датчика в материал ударника с образованием каверны.

Решаемая задача заключается в создании способа определения относительного положения поверхности плоского ударника и ее скорости.

Технический результат, получаемый при реализации заявляемого способа, состоит, во-первых, в определении относительного положения поверхности плоского ударника, величины угла между поверхностью ударника и плоскостью (или осью), имеющей привязку положения в пространстве, и, во-вторых, в определении скорости ударника в направлении нормали к его плоской поверхности, расширении диапазона условий применения.

Это достигается тем, что в заявляемом способе определения положения и скорости плоской поверхности ударника, заключающемся в том, что при перемещении ударника в направлении нормали к его плоской поверхности в, по крайней мере, одной плоскости, перпендикулярной указанной поверхности ударника, вдоль не менее двух прямых размещают чувствительные элементы регистрирующих устройств, регистрируют контакт чувствительных элементов с поверхностью ударника, определяют пространственное положение контакта и скорость его перемещения, в отличие от прототипа чувствительные элементы размещают вдоль прямых, пересекающихся в одной плоскости или перекрещивающихся в двух и более параллельных друг другу плоскостях, а положение и скорость движущейся поверхности плоского ударника определяют путем геометрических построений и расчетов с использованием зарегистрированных значений.

Использование всей совокупности признаков заявляемого способа позволяет обеспечить достижение технического результата.

Изобретение поясняется фигурой.

На фигуре схематично показано осуществление способа для случая нахождения ЧЭ вдоль прямых, расположенных в разных и параллельных между собой плоскостях, каждая из которых перпендикулярна поверхности ударника.

Схема представляет собой ортогональную проекцию этих прямых на плоскость, параллельную указанным плоскостям. На этой проекции плоскость, соответствующая положению поверхности ударника, отображается прямой линией. Представленная схема полностью соответствует и частному случаю расположения ЧЭ вдоль прямых, расположенных в одной плоскости.

В качестве ЧЭ могут быть использованы чувствительные элементы как имеющие непрерывный контакт с поверхностью ударника (например, проволока и т.п.), так и дискретно подтверждающие контакт с поверхностью ударника (например, группа электроконтактных датчиков, чувствительные элементы которых выставленных вдоль прямых линий).

Одним из необходимых начальных условий для осуществления способа является информация о положении в пространстве чувствительных элементов, выстроенных вдоль прямых. Для пояснения примем, что положение этих прямых известно, например, относительно горизонтали (известен угол наклона прямых к горизонту).

Рассмотрим определение положения движущейся поверхности ударника относительно горизонтали. Для этого достаточно определить величину угла подхода поверхности ударника к горизонтали. На фигуре обозначено: 1 - положение поверхности ударника на начало взаимодействия с чувствительными элементами, расположенными вдоль прямых; 2 - положение поверхности ударника при окончании взаимодействия с чувствительными элементами, расположенными вдоль прямых; 3 - первая из прямых, вдоль которой расположены чувствительные элементы (ЧЭ1); 4 - вторая из прямых, вдоль которой расположены чувствительные элементы (ЧЭ2); 5 - горизонталь; α1 - угол наклона к горизонтали прямой 3; α2 - угол наклона к горизонтали прямой 4; Vк1 - вектор скорости перемещения контакта поверхности ударника с ЧЭ1, расположенными вдоль прямой 3; Vк2 - вектор скорости перемещения контакта поверхности ударника с ЧЭ2, расположенными вдоль прямой 4; X - необходимый промежуточный параметр вычислений, характеризующий скорость удаления друг от друга точек взаимодействия поверхности ударника с ЧЭ1 и ЧЭ2; Vn - искомая скорость движения ударника в направлении нормали к его плоской поверхности; β - искомый угол подхода ударника относительно горизонтали.

Способ осуществляется следующим образом.

Ударник, перемещаясь плоскопараллельно с постоянной скоростью в пространстве из позиции 1 в позицию 2, взаимодействует с ЧЭ, расположенными вдоль прямых 3 и 4. Известными методами регистрируют скорости Vк1 и Vк2 распространения контакта ударника с ЧЭ, расположенными вдоль указанных прямых соответственно.

Из известных геометрических закономерностей, при рассмотрении треугольников, образованных ортогональными проекциями, аналогичными представленным на фигуре, используя теорему косинусов, вычисляют искомые параметры: β - угол подхода ударника относительно плоскости или оси, положение которой в пространстве известно (в приведенном примере - горизонтали), и Vn - скорость движения ударника в направлении нормали к его плоской поверхности.

Порядок вычислений следующий.

Первый шаг: используя зарегистрированные значения Vк1 и Vк2 и известный угол между ортогональными проекциями прямых, вдоль которых расположены чувствительные элементы, равный (180°-(α12)) (см. фигуру), по теореме косинусов определяют промежуточный параметр вычислений X:

Отсюда, используя ту же теорему косинусов, вторым шагом определяют величину утла подхода β:

И завершающим шагом определяют скорость движения ударника в направлении нормали к его поверхности Vn:

Vn=Vk1*sin(α1-β)=Vk2*sin(α2+β)

Экспериментальные исследования подтвердили достижение технического результата.

Таким образом, реализация заявляемого способа обеспечивает получение информации о фактическом пространственном положении плоской поверхности ударника и скорости ее перемещения в направлении нормали к ней.

Способ определения положения и скорости плоской поверхности ударника, заключающийся в том, что при перемещении ударника в направлении нормали к его плоской поверхности в по крайней мере одной плоскости, перпендикулярной указанной поверхности ударника, вдоль не менее двух прямых размещают чувствительные элементы регистрирующих устройств, регистрируют контакт чувствительных элементов с поверхностью ударника, определяют пространственное положение контакта и скорость его перемещения, отличающийся тем, что чувствительные элементы размещают вдоль прямых, пересекающихся в одной плоскости или перекрещивающихся в двух и более параллельных друг другу плоскостях, а положение и скорость движущейся поверхности плоского ударника определяют путем геометрических построений и расчетов с использованием зарегистрированных значений.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике, в частности может быть использовано при аттестации бассейнов переменных давлений в качестве испытательного оборудования, опытной отработке в них пусковых устройств необитаемых малогабаритных подводных аппаратов, проведения гидродинамических испытаний натурных и модельных подводных объектов.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности может быть использовано при аттестации методик измерений и в самих методиках измерений, предназначенных для аттестации имеющего акваторию и рельсовый путь испытательного оборудования и проведения на нем гидродинамических испытаний натурных и модельных объектов.

Способ определения характеристик срабатывания детонирующего устройства относится к измерительной технике и может быть использован для определения характеристик срабатывания детонирующих устройств, обеспечивающих инициирование зарядов взрывчатого вещества (ВВ), в частности определения момента инициирования детонирующим устройством заряда ВВ относительно момента подачи задействующего импульса.

Изобретение относится к области измерения параметров срабатывания капсюлей-детонаторов с ударно-волновой трубкой в неэлектрических системах взрывного дела. Устройство для измерения параметров срабатывания капсюля-детонатора с ударно-волновой трубкой состоит из узла для подрыва капсюля-детонатора, узла инициирования детонационного процесса в ударно-волновой трубке, измерителя времени, датчика запуска измерителя времени, датчика фиксации момента детонации капсюля-детонатора, узла питания и обработки сигналов от датчиков, датчика измерения скорости детонационного процесса в ударно-волновой трубке.

Изобретение относится к средствам определения скорости транспортных средств. Техническим результатом является повышение точности определения скорости транспортного средства посредством обеспечения ее определения относительно дороги, по которой движется транспортное средство.

Изобретения относятся к испытательному оборудованию. Способ определения характеристик срабатывания пиротехнических изделий состоит в том, что на элемент накаливания пиротехнического изделия подают электрический ток от источника постоянного напряжения, фиксируют момент t1 подачи тока и значение величины поданного тока I.

Изобретения относятся к испытательному оборудованию. Способ определения характеристик срабатывания пиротехнических изделий состоит в том, что на элемент накаливания пиротехнического изделия подают электрический ток от источника постоянного тока, фиксируют момент t1 подачи тока и значение величины поданного тока I.

Изобретение относится к измерительной техники и может быть использовано для измерения линейных ускорений контролируемых объектов в инерционных навигационных системах.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к стендовым испытаниям автомобилей. .
Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к испытаниям автотранспортных средств. .

Группа изобретений относится к области измерения скорости снаряда на дульном срезе орудия. Способ измерения скорости снаряда на дульном срезе орудия заключается в том, что измеряют время прохождения снарядом измерительной базы, затем производят расчет скорости снаряда на выходе орудия.

Изобретение относится к способам входного контроля заготовок деталей со сложной поверхностью. Способ оценки формы измеренной поверхности, включающий восстановление координат положения точек на поверхности детали и их сравнение с положением аналогичных точек на поверхности ее математической модели для определения погрешности совпадения измеренной поверхности с теоретической, при этом на трёхмерной поверхности детали и ее математической модели формируют маркеры как дополнительные элементы поверхности, легко выделяемые при автоматическом сканировании и распознавании, выполненные в виде осесимметричных геометрических тел, предпочтительно конусов, местоположение которых на поверхности детали и ее математической модели приблизительно совпадает, местоположение поименованных точек которых, используемых в качестве реперных, задано, при этом в процессе измерений восстанавливают координаты положения реперных точек на поверхности детали и с заданной погрешностью сравнивают их относительное положение с положением аналогичных точек маркеров на поверхности ее математической модели.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерений параметров неравномерных магнитных полей, в частности градиента магнитной индукции или напряженности.

Изобретение относится к способам проверки работоспособности и настройки внутритрубных инспекционных приборов и может быть использовано для испытаний с целью утверждения типа средства измерений, калибровки и поверки внутритрубных инспекционных приборов на трубопроводном испытательном полигоне.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения малых деформаций. Сущность изобретения заключается в том, что в опорной части подставок тензометра размещены магниты, обращенные друг к другу одноименными полюсами.

Изобретение может быть использовано для определения взаимного положения между двумя объектами, в частности для определения взаимного положения между клапаном и седлом клапана в двигателе внутреннего сгорания.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля положения движущихся металлических частей роторных машин в энергетике, турбонасосных агрегатов в нефтегазовой промышленности и других областях.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля линейных перемещений и вибраций различных механических узлов и оборудования.

Изобретение относится к общей области осаждения керамических покрытий, создающих термические барьеры, на детали горячей части газовых турбин, таких, например, как турбореактивные двигатели.

Использование: для контроля за трещинами. Сущность изобретения заключается в том, что на расстоянии 10-20 мм от сечения элемента, в котором располагается трещина, наклеивают тензорезисторы справа и слева от трещины на обеих боковых стенках элемента таким образом, чтобы 2-3 тензорезистора располагались по длине трещины перпендикулярно трещине, и 2-3 тензорезистора располагались выше видимой вершины трещины.

Изобретение относится к области контрольного испытательного оборудования и предназначено для применения при испытаниях на ударное воздействие. Сущность: при перемещении ударника в направлении нормали к его плоской поверхности в по крайней мере одной плоскости, перпендикулярной указанной поверхности ударника, вдоль не менее двух прямых размешают чувствительные элементы регистрирующих устройств, регистрируют контакт чувствительных элементов с поверхностью ударника. Определяют пространственное положение контакта и скорость его перемещения. Прямые, образованные чувствительными элементами, размещают пересекающимися в одной плоскости или перекрещивающимися в двух и более параллельных друг другу плоскостях, а положение и скорость движущейся поверхности плоского ударника определяют путем геометрических построений и расчетов с использованием зарегистрированных значений. Технический результат: получение информации о фактическом пространственном положении плоской поверхности ударника и скорости ее перемещения в направлении нормали к ней. 1 ил.

Наверх