Устройство для испытания изделийна удар

 

Соеоэ Соввтскик

Социаиистичвскик

Республик п>807105

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИПЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено. 250579 (2I) 2774803/25-28 . c присоединением зеваки Но (23) Приоритвт

Опубликовано 230281. Бкзллвтвнь " 7

Дата опубликования описании 230281 (53)pA )ьз

С 01 М 7/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53)УДК 62о >78 7 (088.6) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИЭДЕЛИИ

НА УДАР

Изобретение относится к испытаФ тельной технике, а именно к устройствам для испытания иэделий на удар.

Известно устройство для испытания изделий на удар, содержащее соосно расположенные боек, соударяющийся с HHM мерный стеркень и дополнительный стержень для установки испытуемого иэделия (1), Недостатком известного устройства является невозможность получения ударных импульсов большой продолжительности.. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для испытания иэделий на удар, содержащее соосно расположенные боеК, соударяющийся с ним мерный стержень, направляющую трубу, размещенные в ней два дополнительных стержня, первый из которых находится в акустическом контакте с мерным стержнем, а второй, служащий для соединения с элементом крепления испытуемого иэделия, расположен от первого на расстоянии, требуемом для образования между ними -воздушной подушки (2).

Недостатком данного устройства является невозможность получения ударных импульсов и трапецеидаль». ной форм, так как устройство не содержит средств для быстрого сброса или поддержания постоянного давления в воздушной подушке. Кроме того, затруднена эксплуатация устройства, сак как элементы крепления испытуе»

1О мого изделия непосредственно соединяются со вторым дополнительным стержнем, расположенным в направляющей трубе.

Цель изобретения - расширение

15 функциональных воэможностей за счет воспроизведения пилообразной и трапецеидальной форм ударной нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено второй

20 направляющей трубой, установленной в первой с воэможностью перемещения относительно нее и фиксации в требуемом положении, и жестко связанной с первой трубой камерой, .соединяе25 мой с источником сжатого воздуха или атмосферой, второй дополнительный стержень установлен во второй трубе, выполненной с отверстиями для сообщения ее полости с полостью камеры, 3Q а первая труба установлена с воз807105 можностью осевого перемещения относительно мерного стержня и фиксации в требуемом положении. Для улучшения условий эксплуатации устройство может быть снабжено жестко связанным со вторым стержнем удлинителем, второй конец которого, выступающий иэ второй трубы, соединен с элементом крепления испытуемого изделия.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства при воспроизведении синусоидальной формы ударной нагрузки; на фиг. 2 - функциональная схема устройства при воспроизведении пилообразной форМы ударной нагрузки; на фиг. 3 — функциональная схема устройства при воспроизведении трапе- 15 цеидальной формы ударной нагрузки. .Устройство содержит боек 1, соударяющийся с ним мерный стержень 2, направляющую трубу 3, размещенные в ней два дополнительных, стержня 4 и 5 щ первый из которых находится в акустическом контакте с мерным стержнем 2, а второй стержень 5, служащий для соединения с элементой крепления испиту емого иэделия 6, расположен от первого25 стержня 4 на расстоянии, требуемом для образования между ними воздушной подушки 7, вторую направляющую трубу

8, установленную в первой трубе 3 с возможностью перемещения с помощью гайки 9 в требуемом положении, жестко ЗО связанную с первой трубой 3 камеру 10, соединяемую с источником (на чертеже не показан) сжатого воздуха или атмосферой через штуцер 11. Второй дополнительный стержень 5 установлен в трубе 8, выполненной с отверстиями

12 для сообщения ее полости с полостью камеры 10, труба 3 установлена с возможностью осевого перемещения относительно мерного стержня 2 и фиксации : 40 в требуемом положении с помощью фиксатора 13. На трубе 8 также выполнены отверстия 14. для сообщения ее полости с атмосферой. Устройство содержит также удлинитель 15, жестко связанный сп 5 стержнем 5. Второй конец удлинителя

15 выступает из трубы 8 и соединен с элементом крепления испытуемого изделия 6. Устройство также содержит ограничитель 16 перемещения удлинителя 15 и фиксатор 17 положения трубы

3.

Устройство работает следующим

o6p эом. я программирования. синусоидальной формы ударной нагрузки стержень 55

4 располагается в акустическом контакте с торцом мерного стержня 2.

Устанавливается требуемая длительность ударной нагрузки, для чего выставляется соответствующая длина упру- що гой подушки 7 перемещением камеры

8 и фиксацией ее в этом положении относительно камеры 3 гайкой 9 и перемещением стержня 5 до ограничителя 16 удлинителя 15. Полости камеры д5

10 и трубы 8 через штуцер 11 сообща-. ются с атмосферой.

При приложении ударной нагрузки к торцу мерного стержня 2 бойком 1 в нем образуется ударная волна сжатия, которая проходит границу между стержнями 2 и 4, отражаясь от свободного торца стержня 4 и трансформируясь в волну растяжения, которая вызывает отскок стержня 4. При этом стержень 4 перемещаясь; деформирует упругую подушку 7, которая затем воздействует на стержень 5 с испытуемым изделием 6. Стержень 5 и удлинитель 15 с изделием 6 разгоняются эа время действия деформации сжатия упругой подушки 7. ъ

Упругая подушка 7 в рассматриваемых случаях) ведет себя аналогично пружине, которая, выходя иэ деформированного состояния, действует на стержень 5 с силой, изменяющейся по синусоидальному закону. Ма счет того, что торможение стержня 5 происходит на гораздо большем участке чем разгон, импульс. ускорения отрицательной . полярности имеет гораздо большую длительность и меньшую амплитуду, чем положительный импульс. Поэтому воспроизведение нагрузки можно считать; практически синусоидальным процессом, если пренебречь отрицательной частью импульса. Положительная часть импульса имеет требуемую полусинусоидальную форму. Таким образом воспроизводится полусинусоидальная форма ударной нагрузки.

При программировании пилообразной формы ударной нагрузки, направляющая труба 3 (при той же длине упругой подушки 7) перемещается относительно мерного стержня 2 так, чтобы торцовая часть стержня 5 была на границе расположения отверстия 12, которое через полость камеры 10 сообщается с атмосферой. В этом положении труба

3 фиксируется фиксатором 14. Труба

8 фиксируется гайкой 9.

При приложении ударной нагрузки бойком 1 по торцу мерного стержня

2 в нем возбуждается ударная волна сжатия, которая проходит границу между стержнями 2 и 4, отражаясь от свободного торца стержня 4, и, трансформируясь в волну растяжения, вызывает отскок стержня 4. При этом, стержень 4, перемещаясь,,дефсрмирует упругую подушку 7, которая затем воздействует на стержень

5 с изделием 6. В момент достижения максимального значения ударного ускорения стержень 5", перемещаясь открывает отверстие 12 полости камеры 10, в котором установлено атмосферное давление. Выравнивание давления с обоих сторон стержня 5 обеспечивает резкий спад второго фронта ударной нагрузки. Таким образом воспроиэво807105 дится пилообразная форма ударной нагрузки.

При программировании трапецеидальной Формы ударной нагрузки при . той же длине упругой подушки 7 взаиморасположение частей устройства остается тем же, что и при программировании пилообразной Формы ударной нагрузки. Однако,в полость камеры

10 подается сжатый воздух,.и в ней устанавливается давление Р, соответствующее давлению максимальному которое соответствует максимальному значению ударной нагрузки при деформировании упругой подушки 7.

Формирование трапецекдальной формы ударной нагрузки происходит в три 15 этапа.

На первом этапе Формируется передний фронт ударной нагрузки. При отскоке стержня 4 от мерного стержня 2 деформируется упругая подушка ;ф

7 и, вследствие возрастания давления от упругой подушки 7, стержень 15 .. начинает перемещаться с ускорением, соответствующим росту давления от упругой подушки 7 до максимального g$ значения.

На втором этапе, в момент достижения максимального значения ускорения стержень 5 при перемещении открывает отверстие 12 в полость камеры 10, откуда поступает сжатый воздух, чем обеспечивается постоянство давления от упругой подушки 7 при перемещении стержня 5 на втором этапе.

На этом этапе, следовательно, обеспе" чивается постоянство значения ударного импульса, что выражается в формировании полочки на Форме импульса.

Второй этап заканчивается после того, как стержень 5 достигнет от- ® верстия 12. Так как отверстие 12 сообщается с атмосферой, то на третьем этапе происходит резкое выравнивание давлений с обеих сторон стержня

5. Происходит резкий спад фронта 4 ударной нагрузки. На этом этапе формирование трапецеидальной Формы ударной нагрузки заканчивается.

Следует отметить широкие возможности устройства по изменению параметров воспроизводимой ударной нагрузки, что обуславливается тремя. степенями подвижности элементов устройства и осуществлением регулировок„-по этим степеням подвижности а именно: возможное перемещение и 55 регулировка положения направляющей трубы 3 относительно мерного стержня 2, возможное перемещение и регу-лировка положения направляющей трубы 8 относительно направляющей трубы

3, возможное перемещение и регулировка положения стержня 5 относительно направляющей трубы 8.

Кроме того, варьирование давлениями в полости камеры 10 также дает возможность регулирования параметров ударной нагрузки.

Формула изобретения

1. Устройство для испытания изделий на удар, содержащее соосно распо. ложенные боек, соударяющийся с ним мерный стержень, направляющую трубу, размещенные в ней два дополнитель ных стержня, первый из которых находится в акустическом контакте с мерным стержнем, а второй, служащий для соединения с элементом крепления испытуемого изделия, расположен от первого на расстоянии, требуемом для образования между ними воздуш« ной подушки, .о т л и ч а ю m е ес я тем, что, с целью расширения

Функциональных возможностей за счет воспроизведения пилообразной и трапе цеидальной форм ударной нагрузки, оно снабжено второй направляющей трубой, установленной в первой с возможностью перемещения относительно нее и фиксации в требуемом положе- нии, и жестко связанной с первой трубой камерой, соединяемой с источни-. ком сжатого воздуха или атмосферой, второй дополнительный стержень установлен во второй трубе, выполненной с отверстиями для сообщения ее полости с полостью камеры, а первая труба установлена с возможностью осевого перемещения относительно мерного стержня и фиксации в требуемом положении.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что с целью улучшения эксплуатации, оно снабжено жестко .связанными со вторым стержнем удлинителем, второй конец которого, выступающий из второй трубы, соединен с элементом крепления испытуемого изделия. источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 607148, кл. G 01 P 21/00, 18„01.77.

2. Авторское свидетельство СССР

9 657358, кл. G 01 P 21j 00, 10.01.77 (прототип).

ВО 105

Аиаадрррд

Ятиоаферп

Сс ставитель В.Меиковский

Техред М. Лоя Корректор Г. Решетник

Редактор В.Данко

Тираж 918

ВНИИПИ Государственного ком тета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Заказ 270/63

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