Образец для испытания материалов ударным сжатием

 

Союз Соеетскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 183.078 (21) 2708458/25-28 с присоединением заявки М— (23) Приоритет (я)м. кл.

01 N 1/28//

G 01 N 3/30

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 15.07.80, Бюллетень 1 1о (5З) У4К б 20 ° 115

85 б 20 178 73 (088. 8) Дата опубликования описания 200780 (72) Автор изобретения

A. Il. Рыб ак ов (71) Заявитель (54) ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

УДАРНЫМ СЖАТИЕМ

Из обретение относится к области испытаний материалов, а именно к образцам для испытаний материалов ударным сжатием, создаваем им косой ударной волной. 5

Известен образец для испытания материалов ударным сжатием, выполненный цилиндрическим, ступенчатой форьы, имеющий два цилиндрических участка разного диаметра с плоскими тор- 1Q цами и плоской ступенькой между цилиндрическими участк ами, параллельной торцам Pj, Большой торец служит нагружаемой поверхностью, через которую вводится 15 в образец плоская ударная волна, В опыте регистрируется форма движущегоая меньшего торца образца, Затем рас1 четным путем определяют скорость звуа в ударносжатом материале образца, 2р

Недостатками образца являются большая погрешность определения скорости звука и ограниченный диапазон условий ударного сжатия, в котором возможно использование этого образ- 25 ца..

Наиболее близким по техническ ому существу к изобретению является образец для испытания материалов ударным сжатием, создаваемам косой удар- 30 ной волной, выполненный в виде пакета пластин из испытуемого материала

И °

На одной иэ поверхностей образца размещен заряд в зрывчатого веществ а.

При взрыве листового заряда в пакет. идет косая ударная волна, Под воздействием этой волны каждый слой пов орачив аетс я на определенный угол, Величина угла зависит от толщины слоя и от интенсивности ударной волны. Регистрируют углы поворота всех слоев и затем расчетным путем устанавливают распределение массовой скорости материала за фронтом ударной волны, Недостатком такой конструкции образца является малый объем получаемой в одном опыте информации, поскольку неизвестно изменение массовой и волновой скоростей по мере продвижения волны по пакету, Это увеличивает объем испытаний.

Целью изобретения является уменьшение объема испытаний за счет получаемого в одном опыте к оличес тв а ин— формации о параметрах состояния материалаа, Это достигается тем, что края пластин с одной стороны пакета смеще748172 иы друг относительно друга по его длине в одном направлении, образуя ступени, каждая пластина выполнена двухслойной, при э том -, толщин а слоя, обращенного при испытаниях к источнику ударной волны, превышает в 20

150 раз толщину второго слоя, которая выбрана в пределах О, 1-0, 3 мм, На фиг. 1 изображен описываемый образец) на фиг, 2 — схема испытания образца; на фиг. 3 — регистрируемая картина состояния образца при воздействии на него косой ударной волны .

Образец выполнен в виде пакета пластин 1 из испытуемого материала, края пластин 1 с одной стороны паке= 15 та смещены друг относительно друга по его длине в одном .направлении, образуя ступени 2, каждая пластина 1 выполнена двухслойной, при этом толщина слоя 3, обращенного при испытаниях к источнику 4 ударной волны, превышает в 20-150 раэ толщину второго слоя 5, которая выбрана в пределах

О, 1-0, 3 мм.

Ис пыт ан ие образц а осу щес твл яе тс я следующим образом, Образец вместе с листовым зарядом взрывчатого вещества, используемым и качестве источника 4 ударной волны, располагают между импульсным источни-. ком 6 проникающего излучения и регист- ратором 7. При этом ось импульсного источника 6 проникающего излучения направлена вдоль. длины степеней 2 перпендикулярно направлению CI распространения детонации по листовому заряду взрывчатого вещества, Инициирование листового заряда взрывчатого вещес aa производится со стороны наименьшей TîëlJJè Jbl образца с помощью. инипиатора 8 по линии, параллельной оси импульсно го источник а 6 проникающе:. о излучения. B качестве источника

6 может быть использована, например, импульсная рентгеновская трубка, а в качестве регистратора 7 — рентгеновска:. пл енк а с усилив ающи м з кран ом, Образец позволяет при одном испытании зафиксировать угол Ф поворота каждого слоя 5 под воздействием косой ударной волны, профиль g фронта косой ударной волны в образце. Ось у направлена навстречу направлению d распространения детонации, а ось х направлена, перпендикулярно оси у.

Вдоль оси х отсчитывается толщина образца, По измеренным . углам Ф поворота каждого cJIoH 5 рассчитывается величина массовой скорости материала во фронте ударной волны и соответствующая определенной коордийате х по тол- 49 шине образца:

4 (-)(х} 2 Мю х}ь где D — скорость распРостРанения де тонацйи по заряду взрывчатого вещества.

Профиль Ч. фронта ударной волны аппроксимируем з ависимостью

М "-ay-by (2) где а и в - коэффициенты, получаемые путем обработки рентгеновской пленки, В таком случае зависимость скорости ударной волны D от текущего значения х толщи û образца получаем в следующем виде:

1/2

>«}»1J((- —., Х) (3)

12

Иэ рассмотрения картины затухания ударной волны по мере ее распространения по материалу можно получить формулу для скорости звука С в ударно-сжатом материале:

С=гю-С -О, (4) где - С вЂ” скорость звука в несжатом материале, в начальном состоянии, По известным законам сохранения массы, импульса и энергии на фронте ударной волны по измеренным значениям волновой скорости D и соответствующей ей массовой скорос ти и определ яе м пар амет ры, х ар ак т ери з ующи е материал в состоянии ударного сжатия: давление Р =Я UD, сжатие 0 =yy, = Э(Э-u} внутреннюю энергию

E--E 1Р(— — — )

1 о 2 Я j3 где 0 — плотность несжатого материало ла>

3) — плотность сжатого материала; внутренняя энергия несжатого о материала.

Таким образом экспериментально полученных значений углов и поворота слоев 5 и профиля g фронта ударной волны достаточно, чтобы на фронте ударной волны в любой точке х по толщине образца определить параметры ударно-сжатого материала: волновую D и массовую и скорости, давление Р, сжатие б, внутреннюк энергию Е, скорость звука С, И весь этот объем информации получается по результатам одного опыта, тогда как для определения каждого из этих параметров обыч,но проводят серию опытов .

Формул а и з о бр ет ен и я

О бр аз ец дл я ис пыт ани я мат ери алов ударным сжатием, создаваемям косой ударной волной, выполненный в виде пакета пластин иэ испытуемого материала, отли ч ающийс я тем,что, с целью уменьшения объема испытаний за счет увеличения получаемого в одном опыте колччества информации о параметрах состояния материала, края пластин с одной стороны пакета смещены друг относительно друга по его дли7481 72

Фиг !

Составитель В, Мешковский

Редактор Г, Мозжечкова Техред М. Кузьма

Корре ктор М, Шарсыи

Под пи с н ое

Заказ 4223/28 Тираж 10 19

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, РаушскаЯ наб °, д, 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул, Проектная, 4 не в одном направлении, образуя сту пени, каждая пластина выполнена двухслойной, при этом толщина слоя, обращенного при испытаниях к источнику ударной волны, превышает в 20150 раз толщину второго слоя, которая выбрана в пределах 0,1-0,3 мм, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зельдович Я, Б„и Райзер Ю, П, Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений.

М., Наука, 1966, с. 581-582, 2. Злыгостева Г. В, и др . Параметры неодномерных ударных волн в алюминии. Прикладная механика и техническая физика, 1971, 9 4, с. 148-152 (прототип) .