Способ определения параметров ударного сжатия проводящей пластины

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

G 01 P 3/52

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

) УДК 531. 76 (088.8) (72) Автор изобретения

В.Ф.Нестеренко

Институт гидродинамики Сибирского отделения

AH СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ УДАРНОГО

СЖАТИЯ ПРОВОДЯЩЕЙ ПЛАСТИНЫ

Изобретение относится к области ,измерения параметров движения и может быть использовано для измерения параметров сильных ударных вол в электропроводных средах, в частности в металлах.

Известен ряд способов измерения параметров ударного сжатия конденси-. рованных сред при взрывных нагружениях. К ним относятся, например, метод измерения скорости свободной поверхности металлов, основанный на изменении емкости конденсатора, одной из обкладок которого является движущаяся пластина (1) . Недостатком 1 5 метода является необходимость вакуумирования зазора конденсатора при работе со скоростями, большими 3, км/с.

Этот метод обладает также большой чувствительностью к помехам, и не- 211 обходимо принимать специальные меры для защиты от них измерительной цепи.

Помехи всегда возникают при взрыве конденсированных взрывчатых веществ.

Прототипом изобретения является способ определения параметров ударного сжатия проводящей пластины, состоящий в том, что создают постоянное магнитное поле, помещают в него пластину, формируют ударную волну и из- 30 меряют величину ЭДС в, замкнутом контуре, ориентированном перпендикулярно вектору напряжейности магнитного поля (2). Ударная волна в пластине:., создается генератором плоской волны и распространяется перпендикулярно поверхности пластины..:Начало движения свободной поверхнссти вызывает изменение магнитного пртока через контур датчика,что приводит к появлению в цепи ЭДС. Сигнал с датчика записыва« ется высокоскоростным осциллографом.

Скорость свободной1поверхности находится из измеренной зависимости ЭДС от времени и калибровочной зависимости ЭДС вЂ” скорость, полученной численным расчетом, для данной геометрии магнитного поля

Недостатком этого способа является невозможность измерения скорости поверхности пластинй, обращенной к генератору ударной волны.

Цель изобретения — устранение укаэанного недостатка.

Для этого постоянное магнитное

/ поле создают одйородным, вектор напряженности его ориентируют параллельно поверхности пластины, а ударную волну формйруют одновременно по всей ее поверхности.

WX«««««!««« -:

3 " """ " 717656

Ha фи г. 1 предст авлен а общая схема измерениями на фиг, 2 — осциллограмма; на фиг. 3 - схема измерения ско- рости свободной поверхности, при кото рой возможна простая калибровка мето1

Согласно данному способу, проводящую,пластину 1, например металлическую, пом«ещйьт в магйитное поле таким образом, что однородное магнитное поле H параллельно ее плоскостй. Под jO пластин6й размещают датчик 2, представляющий собой несколько витков .медной проволоки . Сйг«йал«" с "датчика"

2 ййбй йепосредственнб на=вход высо .коскоростного осцйллографа. Плоскость вйтка йМ >йендйкул Фна плоскости пластины и силовым"линиям"магйитного поля, Между датчиком 2 и движущейся«пластиной 1 рласй«ол«а«гаю«т пластину йз дйэ«лектрика" 3;"" Сл9кащуй*"для торможения пластины 1. Плоскую ударную волну (УВ). сО " вВодят"в пластину, ПКФЖем""йй тРавление ее распрострайения перпендйкулярйо .тлос«к«ости пластинй. Если выбрать "вели "чину« поверхности пластины 1 такой, чтобы удаРная вайа"входила"в тласти-.

ky" оМЙов«ремеино -по- всей ее««йлоскоСти, то в момент й„ее«йхо«да в пл«аСтйну- в цепи датчика 2 возникает электрический сигнал, например, положительный.

Пластина 1 находйтся в данном случае в обойме иэ диэлектрика 4, предохраняющий от влияйия,боковых эффектов на геометрию ударной волны. В момент выхода УВ йа свободную йоверхность. пластйны 1, обращенную к датчику, "всИййкает сигнал с полярностью, протй«воположно«й йолярности«сигнала в

1р. Этот сигнал по амплитуде больше, чем сигнал в момент t,, что соответствует разнице скоростей свободной .поверхности и тыльной поверхности, обращенной к источнику УИ в«" эт«и момейтй времени. После -вы«хода -ударйой иолны иэ пластины по ней распростра няется волна разрвкения, головйая . .часть которой имеет" скорость равную 45 скорости звука в ударно-сжатом материале. Когда голова волны разрежения. достигает.тильной поверхности (Момент ) в цепи датчика возникает сигнал того же знака, что"и в момент

Фр и прймерно той же амплитуды. В момент торможения t> пластины 1 о пластину 3- возникает сигнал, соот-,, ветствующий уменьшению скорости« сво: бодной поверхности. Из измерейных временных интервалов и параметров устройства можно найти:

1 а("в-ц) уз t з э(е -е1 л - " э " 6O

Э 1 1. 1 л о Где s йа«чИВЖФ То %9HckflJTBOTHHHi

U -" масс«овая . скорость за фр«бй-

УдаРйой HoirH, 65

U — скорость свободной поверхности; равная по правилу удвоения 20, D — скорость ударной волны в образце, S — скорость звука в ударно-сжатом материале, L --- -расстояние от пластины до диэлектрика.

Для нахождения скорости ударной волны вторичного сжатия .необходимо под пластиной 1 поместить вплотную к ней пластину из диэлектрика с большим волновйй"импедансом, чем у пластины 1. Тогда в пластину 1 от точки, контакта этих пластин пойдет ударная волна, а не волна разрежения. Скорость этой ударной волны определяется так же как и -скорость звука,,если известна ударная адиабата вещества пластины 1.

Если "площадь т ыльной поверхности пластины 1 такова, что область удар;, його нагруМения" оказывается вписанной в нее, то сигнал в момент р пренебрежйМо мал по сравнению с сигналом в момент „ . В этом случае ре гистрируемая величина ЭДС определяется только историей скорости движения свободной Поверхности и может быть прокалибрована по величине этой скорости при данной геометрии опыта.

Простая связь величины ЭДС и скорости пластинЫ может быть получена в Следующем случае. Если использо"вать однородное магйитное поле и обеспечить в некоторой областй постог. янную величину магнитного потока, "например,- создав замкнутый с четырех сторон прямоугольный объем из хорошо проводящего материала, например меди, одной из стенок которого является пластина 1, то величина сигнала в ijeiiH! датчика связана с величиной скорости простйМ образом: с о чно"о

E,= л где S --площадь контура датчика 2, Ч вЂ” скорость пластины 1,,Π— магнитная проницаемость, Н -- начальйое магнитное поле, L — расстояние, показанное на

1 фиг. 3, Lo — его -начальное значение, Если "вь«полнено дополнительное условие L =Ь -Чй Vt=bL ((L то зависиа мость 6 от V будет линейной: арэч нр

Е р что очень удобно для перевода записей

ЭДС в значениях скоростей.

Сигнал максимален в случае перпендикулярности силовых линий поля и плоскости датчика. Временной характер сигналов зависит от проводимости пластины; что может быть использовано для качественной оценки проводимости

К огцилмгю9У

Фи8-1 у сцшиаграфу

ФмЗ

Составитель В.Назарова

Техред М.Келемеш КОрректор Н,Стец

Редактор Л. Бибер

Заказ 9832/61 Тираж 10 19 . Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4

5 717656 6 наряду с измерением параметров ударно- тину, формируют ударную волну и измего сжатия отмеченных выше. ряют величину ЭДС в замкнутом контуСпособ.измерения параметров удар- ре ориентированном перпендикулярно ного сжатия эффективен при проведении вектору напряженности магнитного повзрывных экспериментов, так как в од- ля, отличающийся тем,что, ном опыте измеряется несколько харак- $ с целью расширения функциональных теристик Ударного сжатия. Совмещение возможностей. способа за счет измере-, в одном опыте измерений нескольких ния скорости поверхности, обращенной параметров имеет для взрывных экспе- . к источнику ударной волны, постоянноб риментов принципиальное значение, так магнитное поле создают однородным, как обычно эти эксперименты сопровож- О вектор напряженности его ориентирудаются уничтожением исследуемых мате- ют параллельно поверхности пластины, риалов и возникают трудности в точ- а ударную волну фюрмируют одновременном воспроизведении условий опыта. но по всей ее поверхности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ж, Приборы и техника экспериСпособ определения параметров удар- мента, Р 1, 1963. с.135. ного сжатия проводящей пластины,со - 2. J ° N.Fritz,,J.A.Morgan Rev.Sci. стоящий в том, чтО создиот постоянное Jnstrum. v.44,92, 1973, р.215 (промагнитное поле, помещают. в него пла -. тотип).