Способ испытаний объектов на ударную нагрузку

 

Изобретение относится к испытательной технике. Целью изобретения является уменьшение материалоемкости и улучшение условий эксплуатации. Согласно описываемому способу, в открытый с двух сторон ствол 2 пневматического стенда устанавливают поршень-боек 3 и инерционное тело 4 в виде поршня, разгоняют их в противопо# 7 LJ ложные стороны за счет подачи давления в полость между ними и нагружают испытуемый объект 6, установленный на поршне 5, путем передачи ему кинетической энергии поршня-бойка 3. Для исключения передачи усилия отдачи на основание 1 время вылета тела 4 из ствола 2 должно совпадать с моментом достижения поршнем-бойком 3 окон 13 для сброса газа. Цель изобретения достигается за счет уменьшения массы тела 4. Для обеспечения выполнения упомянутого условия недостаток массы тела 4 компенсируют действием на него силы, синхронизированной с движением поршня-бойка 3 и действующей в направлении, противоположном перемещению тела 4. Компенсирующая сила может быть создана с помощью реактивной тяги. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л

сОюз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<л) < ц (я)5 G 01 M 7/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

j / :, .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -Ъ» / (19 7

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4796823/28 (22) 01.03.90 (46) 23.11.92. Бюл. ¹ 43 (75) В.Д. Степанов (56) Авторское свидетельство СССР № 777632, кл. G 01 М 7/08, 1976.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1714408, кл, 6 01 М 7/08, 1990. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ ОБЬЕКТОВ НА

УДАРНУЮ НАГРУЗКУ (57) Изобретение относится к испытательной технике. Целью изобретения является уменьшение материалоемкости и улучшение условий эксплуатации. Согласно описываемому способу, в открытый с двух сторон ствол 2 пневматического стенда устанавливают поршень-боек 3 и инерционное тело 4 в виде поршня, разгоняют их в противоположные стороны за счет подачи давления в полость между ними и нагружают испытуемый.объект 6, установленный на поршне 5, путем передачи ему кинетической энергии поршня-бойка 3. Для исключения передачи усилия отдачи на основание 1 время вылета тела 4 из ствола 2 должно совпадать с моментом достижения поршнем-бойком 3 окон 13 для сброса газа, Цель изобретения достигается за счет уменьшения массы тела

4. Для обеспечения выполнения упомянутого условия недостаток массы тела 4 компенсируют действием на него силы, синхронизированной с движением поршня-бойка 3 и действующей в направлении, противоположном перемещению тела 4. Компенсирующая сила может быть создана с помощью реактивной тяги. 1 э.п. ф-лы, 1 ил, 1777019 выбраны незначительными, Стенд не имеет 40

Изобретение относится к области испытательной техники, а именно, к способам испытания обьектав на воздействие ударных нагрузок, реализуемых в пневматических ударных стендах, Известны способы испытаний объектов на воздействие ударных нагрузок, реализуемые при испытаниях в пневматических ударных стендах.

Известен пневматический стенд (а,с. К

777532), садер>кащий ствол, установленные в нем две массы-поршня с возможностью поступательнога движения в противоположных направлениях, подключенный к стволу на участке между массами исто-1 ик давления. Одна из масс служит для yc ановки испытуемого обьекта, Масси соединены между собой гибкой связью. При подаче сжатого газа в полость ствола между массами, последние под действием силы давления сжатого газа раз гоняетс«в противоположных направлениях. Ствол открыт с обеих сторон.

В момент полного распрямления гиб-. кой связи происходит резкое торможение масс, при катаром осуществляется преобразование кинетической энергии поршня в ударный импульс.

В этом стенде реализован способ испытаний объектов на ударную нагрузку, в котором реакция разгона поршня с объектом компенсируется за счет движения в стволе второй массы в противоположном направлении, Сила реакции разгона поршня с испытуемым объектом практически не передается на конструкцию (основание) стенда, поскольку связь разгоняемых масс с основанием стенда осуществляется только эа счет сил трения, которые могут быть силового фундамента и практически не nepeMGLLl8eTc$l относительна площадки, на которой он момсет быть свободно установлен.

Недостатки известного способа заключаются в том, что ега использование в пневматических ударных стендах приводит К увеличению их длины и к увеличению ðàñõîдуемой энергии сжатого газа, поскольку оба поршня разгоняются до одинаковой скорости и массы их соизмеримы.

Известно устройство для ударных испытаний изделий (заявка М 4711158/28, решение о выдаче авторского свидетельства от

10.90 r.; прототип), содержащее основание, установленный на основании ствол с затвором, размещенный в стволе поршень для закрепления испытуемого изделия, камеру высокого давления, сообщенную через быстродействующий клапан с предпаршневой полостью ствола, дополнительный пор5

35 шень, размещенный в предпоршневой полости ствола, и ловушку поршня с испытуемым иэделием. В конце участка разгона дополнительного поршня выполнены окна для сброса газа. Затвор ствола выполнен в виде поршня.

Недостаток описанного устройства для ударных испытаний заключается в его значительной материалоемкасти и эксплуатации, который проявляется при увеличении массы и габаритов испытуемого изделия.

Целью изобретения является уменьшение материалоемкости и улучшение эксплуатации пневматических ударных стендов.

Поставленная цель достигается за счет того, что в способе испытаний обьектов на ударную нагрузку, согласно которому устанавливают в открытый с двух сторон ствол пневматического стенда поршень-боек и инерционное тело в виде поршня, разгоняют поршень-боек и инерционное тело в противоположных направлениях за счет подачи давления в полость между ними и нагружают испытуемый объект ударной нагрузкой путем передачи ему кинетической энергии разогнанного поршня-байка, причем параметры инерционного тела выбирают из условия ега вылета из ствола в момент разгона поршня-бойка до требуемой для воспроизведения заданной ударной нагрузки скорости, в этом способе массу инерционного тела задают минимальной, определяемой требованием конструктивной прочности, а недостающую для выполнения упомянутого условия массу инерционного тела компенсируют действием íà него силы, которую прикладывают в противоположном перемещению этого тела направлении, причем действие .силы синхронизируют с движением поршня-бойка, Силу, действующую на инер-. ционное тело, создают с помощью реактивной тяги.

На чертеже представлена схема стенда, реализующего пример осуществления способа испытаний обьектов на ударную нагрузку.

Стенд содернсит основание 1, установленный на основании открытый с двух сторон ствол 2, размещенные в стволе 2 поршень-боек 3 и инерционное тело 4, выполненное в виде поршня, а также поршень

5 для объекта 6. Стенд содержит камеру высокого давления 7, соединенную каналом

8 через клапан 9 с полостью 10, образованной в стволе 2 между поршнем-бойком 3 и инерционным телом-поршнем 4, В исходном положении поршень 5 фиксирован держателем 11, выполненным в виде, например, разрушающего элемента. установленного в стенке ствола 2. Для за1777019

55 тормаживания и остановки поршня 5 после выхода его из ствола 2 предусмотрена ловушка 12. В конце разгона поршня-бойка 3 выполнены окна 13 для сброса газа в атмосферу.

Для связи камеры 7 с источником давления (не показан) предусмотрено отверстие 14.

В инерционном теле 4 выполнена полость 15, а в крышке 16 выполнено отвер- 1 стие 17, герметиэируемое в исходном положении сменной разрушаемой диафраг- . мой 18.

Для связи полости 15 с источником давления (не показан) предусмотрено отвер-. 1 стие 19. Полость 15 с источником давления может соединяться посредством гибкого шланга-гибкой связи (не показано). В диафparve 18 могут выполняться радиальные канавки, по которым происходит ее разрушение, Параметры инерционноготела

4 выбирают из условия его вылета из ствола

2 в момент разгона поршня-бойка 3 до требуемой для воспроизведения заданной ударной нагрузки скорости.

В направляющем цилиндре 20 с продольным пазом 21 размещена масса 22, в которой со стороны диафрагмы 18 установлен нож 23 для ее вскрытия, лезвие которое выставляется на определенном расстоянии от плоскости диафрагмы 18.

Это расстояние определяется временем вскрытия диафрагмы 18 в зависимости от перемещений поршнем 4 и 3.

Масса 22 снабжена демпфирующей прокладкой 24 (войлок, резина и т,п,). При необходимости (в случае выхода массы 22 иэ направляющего цилиндра 20) стенд может быть снабжен средствами 25 для торможения этой массы, которые выполнены в виде последовательно размещенных демпферов и масс (аналогично ловушке 12), Стенд работает следующим образом.

В ствол 2 устанавливается поршень-боек 3. После этого в ствол 2 устанавливается 4 поршень 5 и испытуемым объектом 6. Затем с противоположной стороны в ствол 2 устанавливается инерционное тело-поршень 4, полость 15 которого предварительно герме- тизируется диафрагмой 18, В направляющем цилиндре 20 устанавливается масса 22 с ножом 23, лезвие которого выставляется на определенном (расчетном) расстоянии от плоскости диафрагмы 18. На массе 22 предварительно размещается также демпфирующая прокладка 24. Положение поршня 5 фиксируется держателем 11. От источника давления через отверстие 14 сжатый газ (воздух) подается в камеру 7. Затем отверстие 14 перекрываетгя. От источника давления сжатый газ (воэдух) заполняет через отверстие 19 полость 15 в инерционном теле

4, Затем отверстие 19 перекрывается. (Возможно постоянное сообщение источника давления с полостью 15 с помощью гибкой связи, осуществляемой через паз 21 в цилиндре 20).

В этом состоянии стенд подготовлен для проведения испытания объекта

При срабатывании клапана 9 сжатый воздух из камеры 7 по каналу 8 поступает в межпоршневую полость 10 ствола 2. Давление воздуха в ней увеличивается. При достижении силы давления воздуха в полости 10 на поршень 3, достаточной для преодоления силы трения покоя этого поршня, последний начинает, ускоряясь, перемещаться в стволе 2 в направлении окон 13. При этом инерционное тело-поршень 4 перемещается в стволе 2 в противоположном разгоняемому поршню-бойку 3 направлении, уменьшая действие силы реакции на конструкцию стенда, возникающую при разгоне поршня

3, Скорость поршня 3 увеличивается. Образующийся впереди поршня 3 уплотненный воздух сбрасывается через окна 13, Поршень 5 при движении поршня 3 на участке ствола 2 до прохождения им окон 13 остается неподвижным, так как он зафиксирован держателем 11. В момент прохождения окон 13 поршень-боек 3 приобретает максимальную скорость. После прохождения поршнем 3 окон 13 он начинает сжимать воздух в части ствола 2, образованной поршнем 3 и поршнем 5 (в исходном состоянии воздух в стволе 2 находится под атмосферным давлением).

При превышении силы давления воздуха на поршень 5 некоторой величины держатель 11 разрушается и поршень 5 освобождается. При дальнейшем движении поршня 3 давление воздуха на поршень 5 увеличивается и достигает максимальной величины в момент максимального сближения поршней 3 и 5, В этот момент времени формируется пиковое значение ударного ускорения, действующего на объект 6. После того, как между поршнями 3 и 5 произойдет обмен энергиями, поршень 5 приобретает максимальную скорость, После выхода из ствола

2 поршень 5 затормаживается ловушкой 12 при допустимом для объекта б уровне тормозного ускорения. Ловушка 12 выполнена, например, в виде свободно размещенных в направляющих демпферов и масс.

Инерционное тело-поршень 4, перемещаясь в направлении массы 22, приобретает определенную скорость. Нож 23, 1777019

Формула изобретения

Состав))тель В,Степанов

Техред г1.Моргентал Корректо() Н,Ревская

Редактор О.Стенина

Заказ 4117 TI4 paN Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, >К-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат *Патент", г. ужгород, ул,Гагарина, 101

yeT;)!)О )le I;II, и н.-. ;эг:с:.- . 22, взаимодействуя с )le ä p "IIIi:>й 1С, ра)зр;л, !. «т последн)ою, открыв- q отвг>рс!.))е 1 7 (О!)г:, . =ЛВH08 отверстие 17 может бь!т!.- Выг!!): !!«!!о в в))де сопла), С>кать!й газ {воздух) )1стекэет из полости 15 через отверстие 17 в aT)qooq)epv.

При .этом на тело 4 Дейв)вуеr !)!ээ:;::..::внал сила, противодействуя перэмг-:!)!Вни о этогÎ тела, что экВиВал8нтно увел„ ÷e)Ièso массы и)!ерционного тела 4, Для уменьшения силы ко гпэк!ного взаимодействия тела 4 и,массы 22, послед!!Яя снаб>кена Демпфиру)ОЩВЙ и !Зоклэ!! Г!в! 24

Б случае, если в oi! ü,re I:.).- .:::: ..;!! угловил, при которых после зав:pl.!8!!и-.: Iн; ла нагру>кения объекта 6 тело -l .:.:;; 7:) выйдут за пределы цилиндра 2!1, о)!и улавливан)тся тормозом 25.

Величина реактивной силы и зl) OII 88

ИЗМЕНВНИЯ ВО ВРВМЕГ)И ОПРЕДВЛЯ!О,СЯ Эвлением raaa (возду)га) В полйсти !5, и!>Оходным сечением огверстия 17 и объемом полости 15.

Так!)м образом, эа счет того, чгго в рассматриваемом способе массу инерционног0 тела компенсируют действием на !)Ого силы, IOTop)lo прикладыва)от В пр0тнвогlо" ложном переме!Дению этого тела направлении, приче! действие силы синхрониз!)ру)от с Дви>кением г!Оршг!Я-бОйка, ДОстиГЭ!от уменьшения ) )атер!!элОемкОсти и улучше ние эксплуатации пневматических ударных стендов.

1. Способ испытаний сбьектов на ударную нагрузку, согласно которому устанэвли5 вэ!От в Открытый с Двух стОрОн стВОл пневматического стенда поршень-боек и инерционное тело в виде поршня, разгоняют поршень-боек и инерционное тело в противоположных направлениях за счет подачи

10 давления в полость между ними и нагружают испытуемый обьект ударной нагрузкой путем передачи ему кинетической энергии разогнанного поршня-бойка, причем параметры инерционног0 1ела выб IpaIOT из ус15 ловия 8ГО Вылета из с Гволэ е! момент разГОнэ поршня-бойка до требуемой для воспроизведения заданной ударной нагрузки скорости, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения материалоемкости и улучше20 ния условий эксплуатации, массу инерционного тела зада!От минимальной, определяемой требованием конструктивной прочности, а недоста!ощу!о для выполн8)!ия упОмянуTОГО Qсловия массji

25 инв!);,!)!))!:IO;o тела компенсируют действием нэ;-! Io Гилы, которую прикладывают в протиг)опо)!0>к!)Ом пере! )ещению этого тела

HarãðaeneíèIl, причем действие силы синхронизиру!Ог с движением поршня-бойка. И 2,СпосОЬпоп,1,0тлича)ощиЙся тем, что силу, действующую на инерционное тело, создают с помощью реактивной тяги.