Установка для испытания материалов на ударное сжатие

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ссиоз Советскик

Социапистическик

Рес убп (1930062 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 21.11.80 (21) 3006990/25-28 (51)M. Кл. с присоединением заявки М

С 01 И 3/30

Экударстввивы1 комитет

СССР во лелем изаеретеиий и отврытий (23) Приоритет

Опубликовано 23.05.82. Бюллетень № 19 (53) УДК 620.178. .73(088.8) Дата опубликования описания 23.05.82 (" с кк

С.А. Новиков, В.А. Петров и 6.8. Бать ов

В

Я \ ф У %

f: ;

1

1 (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

НА УДАРНОЕ СЖАТИЕ

Изобретение относится к испытанию материалов при импульсном нагружении, а именно к установкам для испытания материалов на ударное сжатие.

Известна установка для испытания материалов на ударное сжатие плоской волной, содержащая баллистический ствол, расположенный в ней боек, выполненный в форме стакана, приспо10 собление для закрепления испытываемого образца на срезе ствола, камеру сжатого воздуха, соединенную с баллистическим стволом (11.

Недостатком данной установки является то, что она не обеспечивает возможность использования в качестве материала бойков, пластичных или, наоборот, хрупких материалов малой толщины. 20

Кроме того, на участке разгона бойка происходит некоторый прогиб

его дна, что приводит к получению недостоверных результатов испытания., Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является установка для испытания материалов на ударное сжатие, содержащая балли. стический ствол, расположенный в нем составной снаряд из поршня и контактирующего с его торцом бойка в виде диска, диаметр которого меньше диаметра поршня, приспособление для крепления образца на срезе ствола генератор импульсного давления для разгона снаряда и устройство для торможения снаряда.

Устройство для торможения снаряда установлено эа срезом баллистического ствола и выполнено в виде набора пластин фанеры, в центре которых имеется соосное со стволом отверстие диаметром больше, чем диаметр образца, но меньше, чем диаметр снаряда. После соударения снаряд, срезая фанерные листы, тормозится, а образец мягко улавливается в конце устройства для торможения.

93оо62

Свободное контактирование диска с торцом поршня уменьшает реакции связей его при соударении. Импульсное давление непосредственно на диск не действует $2).

Недостатком данной установки является то, что при разгоне снаряда на диск действуют значительные инерционные силы, стремящиеся прогнуть

его внутрь углубления в торцовой по- 1ф верхности поршня. Это не позволяет разгонять диски малых толщин или выполненных из материалов, плохо работающих на изгиб, и ограничивает спектр воспроизводимых услових соударения.

Цель изобретения — расширение вос производимых спектров ударов.

Укаэанная цель достигается тем, что в установке для испытания материалов на ударное сжатие, содержащей баллистический ствол, расположенный в нем составной снаряд из поршня и контактирующего с его торцом, бойка в виде диска, диаметр которого меньше диаметра поршня, приспособление для крепления образца на срезе ствола, генератор импульсного давления для разгона снаряда и устройство для торможения снаряда „ устройство для торможения снаряда размещено в баллистическом стволе и выполнено с возможностью взаимодействия только с поршнем. Устройство для торможения может быть выполнено в виде цилиндрической спирали из зз пластичного материала с внутренним диаметром большим, чем диаметр диска, и с уменьшающимся по ходу движения снаряда шагом. Для обеспечения

40 плоского соударения диска с образц щ, поршень имеет центральный выступ, диаметр которого равен диаметру диска.

На чертеже показана схема предлагаемой установки.

43

Установка содержит баллистический ствол 1, расположенный в нем составной снаряд из поршня 2 и контактирующего с его торц9м бойка в виде диска 3, диаметр которого меньше диа" метра, приспособление 4 для крепления образца 5 на срезе ствола 1, генератор 6 импульсного давления для разгона снаряда, устройство 7 для торможения снаряда, размещенное в баллистическом стволе 1 и выполненное с возможностью взаимодействия только с поршнем 2 °

Устройство 7 для торможения выполнено в виде цилиндрической спирали из пластичного материала с внутренним диаметром большим, чем диаметр диска, например из отожженной медной проволоки. Для обеспечения постоянства величины тормозной перегрузки шаг спирали уменьшается по ходу движения снаряда.

На поршне 2 имеется центральный выступ 8, диаметр которого равен диаметру диска 3. 8 исходном положении диск 3 контактирует с торцом поршня 2 и с помощью тонких нитей 9 закреплен на стволе 1.

Установка работает следующим образом.

Перед испытанием внутренняя полость ствола 1 вакуумируется. Это необходимо для того, чтобы перед дви. жущимся снарядом не создавалась воздушная ударная волна, которая может преждевременно нагрузить испытываемый образец 5. При срабатывании генератора 6 импульсного давления начинается разгон поршня 2 с диском

При этом нити 9 разрываются, освобождая диск 3. При соударении поршня 2 с устройством 7 для торможе. ния поршень 2 тормозится, а диск 3 по инерции продолжает свободный полет. Устройство 7 для торможения, вы. полненное в виде цилиндрической спирали, попадает в кольцевой зазор между выступом 8 поршня 2 и стенкой ствола 1, не взаимодействуя с диском. 3. После соуДарения диска 3 с образцом они мягко улавливаются с помощью специального устройства (не показано), Использование предлагаемой установки позволяет значительно расширить возможность по выбору материала диска и его толщины. 3а счет разделения диска и поршня и обеспечения перед соударением свободного полета диска повышается чистота эксперимента.Это гозволяет также повысить скорость нагружающего диска или уменьшить длину баллистического ствола, что упрощает изготовление установки.

Формула изобретения

1. Установка для испытания материалов на ударное сжатие, содержащая баллистический ствол, расположенный в нем составной снаряд из поршня и

Составитель А. Колтунов

Редактор Т. Киселева Техред И. Тепер Корректор А. Дзятко

Заказ 3453/52 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ 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 контактирующего с его торцом бойка в виде диска, диаметр которого меньше диаметра поршня, приспособление для крепления образца на срезе ство" ла, генератор импульсного давления .для разгона снаряда и устройство для торможения снаряда, о т л и ч а ющ а я с я тем,. что, с целью расширения воспроизводимых спектров ударов, устройство для торможения снаряда размещено в баллистическом стволе и выполнено с возможностью взаимодействия только с поршнем.

2. Установка по п.1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что устройство для торможения выполнено в виде цилиндрической спирали из пластичного материала с внутренним диаметром, большим диаметра диска.

3. Установка по п.2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что цилиндри0062 d ческая спираль выполнена с уменьшающимся по ходу движения снаряда ,шагом ..

4..Установка по пп. 1 и 2, о тS л и ч а ю o щ а я с c я тTе м, что поршень имеет центральный выступ, диаметр которого равен диаметру дис. ка. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Степанов Г.8, Упруго-пластическое деформирование материалов под действием импульсных нагрузок.

Киев, "Наукова думка", 1979, с. 170" !

% 172 ..

2. Холт; Мокмл. Мягкое улавлива ние образца с целью исследования картины динамического разрушения в экспериментах с газовой пушкой.

20 "Приборы для научных исследований", М 2, 1976, с. 37-40 (прототип).