Стенд для динамических испытаний изделий

 

(72) Авторы изобретения

В. А. Воробьев и Г. А. Селиванова г

1 (71) Заявитель (54) СТЕНД ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

ИЗДЕЛИЙ изобретение относится к испытатель ной технике, в частности к стендам для динамических испытаний изделий путем их разгона и резкого торможения.

Известен стенд для динамических и испытаний, содержащий платформу для размещения испытуемого изделия, разгонное устройство в виде упругих элементов и формирователь тормозного. импульса (l), Наиболее близким к предлагаемому . по технической сущности является стенд для динамических испытаний изделий, содержащий направляющую, платформу для установки испытуемого изделия, размещенную на направляющей, разгонное устройство, формирователь тормозного импульса, фиксатор исходного положения платформы и гибкую тягу, соединяющую разгонное устройство с платформой. Гибкая тяга переброшена через блок и служит для изменения направления усилия, создава.2 емого разгонным устройством, которое выполнено в виде пневмоцилиндра 323.

Недостаток известных стендов заключается в невозможности разгона платформы до больших (околозвуковых) скоростей.

Цель изобретения - повышение достыжимой испытательной нагрузки путем о увеЛичения конечной скорости разгона платформы.

Поставленная цель достигается тем, что стенд снабжен приспособлением для захвата гибкой тяги, установлен" ным на пути ее перемещения, причем масса гибкой тяги и начальное рассто; яние от нее до приспособления для захвата выбраны из условия накопления 8 гибкой тяге кинетической энергии, необходимой для разгона платформы с изделием, до заданной по условиям испытаний скорости.

С целью формирования разгонных импульсов различной формы гибкая тяга

3 926549 может быт ь выполнена в виде цепи с переменной по ее длине массой, На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого стенда; на фиг. 2 — схема, поясняющая способ ус- 5 корения платформы с испытуемым изделием с помощью гибкой тяги.

Стенд содержит направляющую 1, на которой размещена платформа 2 для установки испытуемого изделия, разгон- 10 ное устройство в виде натянутдго упругого шнура 3, формирователь 4 ударного импульса, размещенный в конце направляющей 1, фиксатор 5 исходного положения платформы 2, гибкую тягу 6 в виде цепи с переменной по ее длине массой, один конец которой с помощью скобы 7 зацепляется с крюком 8, установленным на платформе 2, а другой связан с втулкой 9, соединенной с уп- щ ругим шнуром 3. Приспособление для захвата гибкой тяги представляет собой упор 10, закрепленный на дополнительной направляющей 11, по которой движется при разгоне втулка 9 гибкой 2s тяги 6.

Стенд работает .следующим образом, . Платформа 2 отводится в крайнее левое положение и захватывается фиксатором 5. При этом упругий шнур 3 растягивается и накапливает потенциальную энергию. После отключения фиксатора 5 платформа 2 освобождается, и упругий шнур 3 разгоняет подвижные части стенда (платформу 2 с испытуемым изделием и гибкую тягу 6}. до скорости Uo . При этом подвижным частям стенда сообщается необходимый запас кинетической энергии Та ..После достижения скорости 7а втулка 9 встрею чается с упором 10 в точке А, и гибкая тяга начинает двигаться, образуя петлю (фиг. 2}. Закон движения гибкой тяги 6 с присоединенной к ней платформой 2 определяется из условия сохранения кинетической энергии в подвижных частях стенда (при пренебрежении силами трения}.

Перешедшие через изгиб петли участки гибкой тяги 6 останавливаются и передают свою кинетическую энергию двигающимся частям гибкой тяги 6 и платформе 2, в результате чего последние ускоряются. Таким образом, кине. тическая энергия, запасенная участка- » ми гибкой тяги 6, постепенно передается платформе 2, и при полном распрямлении петли платформа приобретает где Ча скорость нити в момент захвата; плотность нити; площадь сечения нити (const}; длина нити; масса платформы с изделием, Г

6а

И

В свою очередь (фиг.2} т = 1Л(4-6.(e - } + И) V„, (2} где х - текущее значение пройденного пути;

V - скорость движущегося участка нити с платформой в любой момент времени. Приравнивая (1} и (2}, получают

Uõ = 0 1

1 1Л (3}

««";бо }

Анализируя выражение (3}, можно заметить, что при х — 2L и М/Яа †«-0 сусорость Vg †«" . Однако, так как отношение

2 свободно движется по направляющей,1 до встречи с формирователем 4 тормозного импульса, который задает необхо-: димый закон торможения.

Конечная скорость разгона платформы V««« „ может быть изменена путем изменения массы гибкой тяги и начальной скорости U0, Последнюю можно менять, задавая различное начальное расстояние упругого шнура 3.

Применяя гибкую тягу в виде цепи с переменной по ее длине массой, можно получить различные законы изменения скорости разгона.

Определяя закон движения платформы 2 с испытуемым иэделием, рассмат" ривают гибкую тягу 6 как нить, при этом пренебрегая весом нити и потерями на трение, сопротивлением среды и считая нить невесомой и нерастяжимой, можно полагать, что кинетическая энергия Т системы не превращается в дру-. гие виды энергии, остается постоянной в любой момент времени и равной начальной Та .

Для случая с нитью постоянного сечения по длине

Т,= 1а(ба e + И} U,, (1}

Формула изобретения (4) 35

5 9265 ная скорость разгона платформы является ограниченной величиной, но может достигать довольно-таки больших значений по сравнению с величиной Ч .

Так; подставив в формулу f3) слв- 5 дующие значения: = 8 кг/см,60

= 0,5 см, I = 15 м и M = 3 кг, полу7, .Ф чаЮт V =- 4,5Ч0

На практике из-эа потерь на преодоление сопротивления среды и трение 0 скорость несколько меньше.

Физический смысл данного явления заключается в том, что масса движущейся системы все время уменьшается, а так как Т = const, то скорость ее увеличивается.

Если же рассматривать случай с нитью переменного сечения по длине

6 (х) = f(x), то, так как масса движущегося участка нити изменяется по 20 х заданному закону m(x) =S g 8 (x) c3x, скорость движущегося участка нити (объекта) V.áóäåò функцией от х Г = Ф Гх)1 налогичнымй рассуждениями, что и для нити с постоянным сечением, приравнивая Т0 и Т, можно, задаваясь требуемым законом Ч =Ч Гх) определить . необходимый закон d (х). = f(x) и наоборот.

Формула (3) в данном случае имеет вид

V -= V0(l

S W6 (x)dx + М

В случае вертикального движения нити значения скоростей, определяемых

40 по формулам (3) и (4), несколько выше, так как добавляется ускорение свободного падения, Использование изобретения позволяет путем применения простых техничес15

49 d ких средств достичь околозвуковых скоростей разгона испытуемого объекта при заданном законе изменения ускорения разгона. При экспериментальной проверке изобретения изделие весом 50 r удалось разогнать до сверхзвуковой скорости при начальной скорости разгона в несколько десятков м/с.

1. Стенд для динамических испытаний изделий, содержащий направляющую платформу для установки испытуемого изделия, размещенную на направляющей; разгонное устройство; формирователь тормозного импульса, фиксатор исходного положения платформы и гибкую тягу, соединяющую разгонное устройство с платформой, отличающийся тем, что, с целью повышения достижимой испытательной нагрузки, он снаб" жен приспособлением для захвата гибкой тяги, установленным на пути ее перемещения, причем масса гибкой тяги и начальное расстояние от нее до при" способления для захвата выбраны из условия накопления в гибкой тяге кине" тической энергии, необходимой для разгона платформы с иэделием до заданной по условиям испытаний скорости.

2. Стенд по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью формирования разгонных импульсов различной формы, гибкая тяга выполнена в виде цепи с переменной по ее длине массой.

l в

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 509809у кл. G 01 M 7/аа, 1974.

2. Патент СВА h 3001393, кл. 73-12, 1961 .

926549 г.1

Составитель В. Финогенов

Редактор А. Лежнина Техред A. Бабинец Корректор !Э. Макаренко

Заказ 2972/36 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 1/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4