Установка для создания повреждений тонкостенных изделий

 

Использование: техника динамических испытаний тонкостенных оболочек. Сущность: защита изделия от нежелательного воздействия мелких частиц метаемого объекта (4) в виде листа, разгоняемого подрывом фольги (ЗХ и продуктов их сгорания осуществлена с помощью диафрагм (6) и (7). Диафрагмы прикреплены по контуру и основанию (1) и расположены с зазором по отношению друг к другу. Ближняя к основанию диафрагма (6) выполнена неразрушаемой. Лист имеет в центральной части утолщение (5), плотно закрывающее отверстие в диафрагме (6). При действии ударной волны утолщение отрывается от листа и пробивает диафрагму (7). Повреждение изделия создается только оторвавшимся фрагментом (утолщением), масса и форма которого могут быть заранее заданы Vi измерены. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 М;7/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4917458/28 (22) 11.03,91 (46) 15,02.93.Бюл.ЛЬ 6 (71) Днепропетровский государственный университет им.300-летия воссоединения

Украины с Россией (72) А,М.Кулебякин, А.Г.Пацюк и А.Н.Полишко (56) Физика быстропротекающих процессов, II том, М.: Мир, 1971, с.270.

Там же, с,271-272, (54) УСТАНОВКА ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПОBPЕЖДЕНИЙ ТОНКОСТЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Использование: техника динамических испытаний тонкостенных оболочек, СущИзобретение относится к испытательной технике, в частности, к устройствам для испытания при действии динамических нагрузок.

Известна установка для создания повреждений, которая состоит из инициатора, промежуточного детонатора, заряда взрывчатого вещества (ВВ), амортизатора и метаемого объекта.

Недостатком этой установки являются невысокая точность проведения испытаний вследствие изменения от опыта к опыту формы метаемых объектов и возможности откола частиц амортизатора и попадания их нв объект испытания. Последнее обстоятельство может приводить к искажениям результатов испытаний. 3а счет использования амортизатора снижается эффвктивность установки, так как часть энергии В В поглощается амортизатором, и не передается метаемому объекту.

„„Я „„1795329 А1 ность: защита изделия от нежелательного воздействия мелких частиц метаемого объекта (4) в виде листа, разгоняемого подрывом фольги (3), и продуктов их сгорания осуществлена с помощью диафрагм (6) и (7).

Диафрагмы прикреплены по контуру и основанию (1) и расположены с зазором по отношению друг к другу. Ближняя к основанию диафрагма (6) выполнена неразрушаемой.

Лист имеет в центральной части утолщение (5), плотно закрывающее отверстие в диафрагме (6). При действии ударной волны утолщение отрывается от листа и пробивает диафрагму (7). Повреждение изделия создается только оторвавшимся фрагментом (утолщением), масса и форма которого могут быть заранее заданы и измерены. 2 ил.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является установка для создания повреждений, содержащая основание с токосьемниками, соединенными подрываемой фольгой с прикрепленными к ней метаемым объектом листовой формы и батарею конденсаторов, Недостатками известной установки являются невысокая точность и качество проводимых испытаний, обусловленные прежде всего тем, что в ней практически исключается возможность контроля массы и формы частиц метаемого объекта, создающих повреждения в испытуемой конструкции, Кроме того, затруднено получение качественных кино-и фотограмм процесса полета частиц, так как газообразные продукты сгорания фольги закрывают почти

80% поля съемки, беспрепятственно распространяясь в направлении полета частиц, В ходе испытаний траектории полета меняются случайным образом, в результате чего

1795329 зоны повреждения конструкции будут разл ич ными в разн ых исп ытаниях.

Цель изобретения — повышение точности и качества испытаний путем учета массы и формы метаемого объекта,.а также изоляции продуктов сгорания фольги, Поставленная цель достигается тем, что установка для создания повреждений, содержащая основание с токоподводами, соединенными подрываемой фольгой с прикрепленными к ней метаемым объектом листовой формы и батарею конденсаторов снабжена двумя диафрагмами, прикрепленными по контуру к основанию и установленными последовательно по направлению метания объекта с зазором по отношению друг к другу, метаемый объект выполнен с утолщением в центральной части, ближняя к основанию диафрагма соединена с ним герметично, выполнена неразрушаемой и имеет отверстие, плотно закрытое упомянутым утолщением, а параметры другой диафрагмы выбраны из условия обеспечения ее пробивания оторвавшимся от листа утолщением.

Новым является то, что установка для создания повреждений снабжена двумя диафрагмами, прикрепленными к основанию и установленными последовательно, с зазором по отношению друг к другу, причем соединение с корпусом ближней к нему диафрагмы герметично по контуру и в ней предусмотрено отверстие, а метаемый объект, помещенный внутри, выполнен с утолщением в центральной части, плотно закрывающим выход из отверстия, На фиг.1 изображена схема установки для создания повреждения тонкостенных изделий; на фиг.2 — кинограмма процесса создания повреждения, Установка состоти из основания 1, выполненного из изоляционного материала; токоподводов 2, подрываемой фольги 3, метаемого объекта 4 с утолщением 5, диафрагм 6 и 7, причем, в диафрагме 6, в центре, сделано отверстие, например, коническое, переходящее в цилиндрическое.

Установка работает следующим образом.

При подаче напряжения на токоподводы 2 с конденсаторов (на фиг.не показано) происходит сгорание (подрыв) фольги 3.

Вследствие этого метаемый объек 4 отбрасывается к стенкам диафрагмы 6 с последующим его разрушением, Утолщение 5, oTpblBGRcb от метаемого объекта, вылетает через отверстие в диафрагме 6. Затем вылетают более мелкие осколки метаемого обьекта, фольги и продукты их сгорания в виде газового облака. На участке между диафраг5

55 мами 6 и 7 мелкие осколки и продукты сгорания достигнут диафрагм 7 раньше, чем утолщение 5, вследствие того, что скорость полета мелких фракций выше. Их масса и кинематическая энергия незначительны, поэтому они задерживаются диафрагмой 7, не пробивая ее. Пробивание производится в момент столкновения с диафрагмой 7утолщения 5 метаемого объекта 4. После прорыва диафрагмы утолщение 7 врезается в испытуемую конструкцию, создавая повреждение в заданной зоне, Расстояние между диафрагмой 7 и изделием выбирается заранее.

В предлагаемом устройстве, по сравнению с прототипом, повышены точность и качество испытаний. Как уже отмечалось, в установках известного типа масса метаемого тела заранее неизвестна, Это связано с тем, что при разряде конденсаторов через алюминиевую фольгу она взрывается и отбрасывает майларовую пленку. В момент подрыва майларовая пленка разрушается, При этом масса отдельных частей и их форма неизвестны, поскольку практически невозможно учесть все параметры, влияющие на формирование отдельных фрагментов подрываемой пленки, Кроме того, в известных устройствах трудно учесть наличие дефектов и конденсаторов напряжений в пленке, Отметим также, что процесс разрушения отдельных фрагментов пленки может происходить в полете в результате столкновения частиц пленки друг с другом, Все вышеизложенное приводит к необходимости учитывать массу отдельных фрагментов в процессе подлета их к объекту исследования, что является сложной и не всегда решаемой задачей 1, Приведенное выше обусловливает низкую точность и качество испытаний с помощью известного устройства.

Указанный недостаток устранен в предлагаемом техническом решении. С этой целью экспериментально или теоретически подбирают утолщенный участок (его минимальное значение) метаемого тела таким, чтобы в момент подрыва фольги не произошло его разрушение. В данном случае прочности характеристики утолщения должно быть выше усилий, действующих со стороны ударной волны на метаемое тело.

Поскольку форма утолщения соответствует форме отверстия неразрушаемой диафрагмы и утолщение плотно закрываЕт выход из него при действии ударной волны, образующейся в момент подрыва алюминиевой фольги, происходит выброс утолщения в сторону испытуемой конструкции, Вслед за утолщением из отверстия вылетает часть

1795329 мелких фракций метаемого тела и продукты сгорания алюминиевой фольги, не задержанные диафрагмой 6. Они долетают до диафрагмы 7 раньше утолщения, Это происходит потому, что скорость мелких частиц выше скорости утолщения. Продукты сгорания и мелкие частицы задерживаются второй диафрагмой, не пробивая ее. Расстояние между диафрагмами 6 и 7 выбирается таким, чтобы частицы и продукты сгорания достигали диафрагмы 7 раньше утолщения

5 метаемого тела. Они, достигнув диафрагмы 7, в результате столкновения с ней теряют скорость, и их движение в сторону испытуемой конструкции практически прекращается, Утолщение, обладающее значительной кинетической энергией, пробивает диафрагму 7. Таким образом, на исследуемый объект попадает только та часть метаемого тела, которая выполнена с утолщением. Причем форма и масса утолщения могут быть заданы и измерены перед

Началом испытаний с высокой точностью, что невозможно сделать в известном устройстве.

Вторым существенным недостатком прототипа является то, что в нем невозможно учесть количество частиц, образующихся в результате разрыва метаемого тела.

Как уже отмечалось, это недостаток устранен в предлагаемом устройстве путем установки второй диафрагмы 7, которая заФормула изобретения

Установка для создания повреждений тонкостенный изделий, содержащая основание с установленными на нем токоподводами, соединенную с ними подрываемую фольгу, прикрепленный к ней метаемый объект в виде листа и батарею конденсаторов, в разрядный контур которой посредством токоподводов включена фольга, î TR и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения точности испытаний и качества регистрации процесса разрушения изделия путем обеспечения учета массы и формы фрагмента метаемого объекта, повреждающего изде5

30 держивает все частицы за исключением части метаемого тела, выполненного с утолщением, Кроме того, при использовании известных устройств возникают существенные трудности при кинорегистрации процесса полета частиц и их взаимодействие с исследуемой конструкцией. Объясняется это тем, что продукты сгорания делают практически невидимым полет частиц, повреждающих испытуемое тело и зачастую экранизируют даже момент взаимодействия с ним, Причиной является то, что спектр скоростей продуктов сгорания более широкий, чем спектр скоростей повреждающих частиц. Таким образом, за время исследования процесса поле регистрации кинофотоаппаратуры закрыто продуктами сгорания, что затрудняет получение качественной информации. Это тем более важно, поскольку скоростная киносъемка является одним из основных инструментов при исследовании таких задач, На фиг.2 приведена кинограмма процесса разрушения тонкостенной конструкции метаемым телом, Видно, что продукты сгорания не влияют на качество кинорегистрации.

Приведенные выше соображения доказывают, что использованные в заявляемом решении отличительные признаки являются существенными и вполне обеспечивают выполнение поставленной цели. лие, и изоляции продуктов сгорания фольги, она снабжена двумя диафрагмами, прикрепленными по контуру к основанию и установленными последовательно по направлению метания объекта с зазором по отношению одна к другой, метаемый объект выполнен с утолщением в центральной части, ближняя к основанию диафрагма соединена с ним герметично, выполнена неразрушаемой и имеет отверстие, плотно закрытое упомянутым утолщением, а параметры другой диафрагмы выбраны из условия обеспечения ее пробивания оторвавшимся от листа утолщением, 1795329

С75

025

13Х

Составитель А,Полишко

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор T,Вашкови

Редактор

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

Заказ 425 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5