Способ испытания объекта на ударную нагрузку

 

Сущность изобретения: испытуемый объект, размещенный в установленном в стволе разгонного устройства поршне, подвергают ударному нагружению путем передачи ему кинетической энергии поршня-бойка , разогнанного в стволе сжатым газом , через воздушную полость. Предложено соотношение для задания начальной длины воздушной полости в зависимости от массы поршня-бойка и его скорости в момент входа в воздушную полость, площади поперечного сечения ствола, пикового значения воспроизводимого ударного ускорения и начального давления в воздушной полости. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (51)5 G 01 М 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Фм

Мв с,Ф (21) 4913377/28 (22) 22.02.91 (46) 23.02,93. Бюл. М 7 (73) Всесоюзный научно-исследовательский институт технической физики (75) В.Д.Степанов (56) Авторское свидетельство СССР

М 977978, кл, G 01 М 7/08, 1981, Авторское свидетельство СССР

N- 1295252, кл. G 01 М 7/08, 1985. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ОБЪЕКТОВ HA

УДАРНУЮ НАГРУЗКУ (57) Сущность изобретения: испытуемый обьект, размещенный в установленном в

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам испытания обьектов на воздействие ударных нагрузок, реагируемых в пневматических ударных стендах.

Известны способы испытания объектов на воздействие ударных нагрузок, реализуемые в пневматических ударных стендах.

Известно устройство для ударных испытайий, содержащее ствол с установленным в нем поршнем, служащим для крепления испытуемого объекта, фиксатор поршня, привод для разгона поршня; выполненйый в виде камеры высокого давления, сообщенный с предпоршневой полостью ствола, и средства формирования ударного импульса. Средства формирования ударного импульса представляют собой выполненную в стволе по его длине систему отверстий, в части которых. установлены сменные заглушки. Это устройство позволяет воспроизводить ударные импульсы ускорения

„„5U „„1797704АЗ стволе разгонного устройства поршне, подвергают ударному нагружению путем передачи ему кинетической энергии поршня-бойка, разогнанного в стволе сжатым газом, через воздушную полость. Предложено соотношение для задания начальной длины воздушной полости в зависимости от массы поршня-бойка и его скорости в момент входа в воздушную полость, площади поперечного сечения ствола, пикового значения воспроизводимого ударного ускорения и начального давления в воздушной полости.

1 ил, различных форм. Недостаток описанного устройства заключается в том, что для воспроизведения ударных ускорений с высоким уровнем пикового значения необходим источник к высокого давления, что, препятствует эксплуатации устройства в обычных производственных помещенйях по условиям обеспечения безопасного выполнения работ по испытаниям объектов. С

Известен способ испытания обьекта на фь, ударную нагрузку, по которому поршень с испытуемым обьевтом устанавливают а стволе. разгонного устройства и йодвергают объект ударному нагружению путем передачи ему кинетической энергии разгонного в с воле сжатым тазом поршня-бойка через воздушнуютполостть. Пневматический стенд, имеет широкйел эксплуатационные. возможйости в части формированию высоких уровней пиковых значений ударных ускорений без увеличения давления источника. Недостаток способа испытания объекта заключа1797704

M ч2 к-1

4F О и + 1 Р 1 и + ется в значительной трудоемкости испытаний.

Цель изобретения — уменьшение трудоемкости испытаний, 5

Поставленная цель достигается за счет того, что в способе испытания объекта на ударную нагрузку, по которому поршень с гдеL —; 10

М вЂ” масса поршня-бойка, равна массе поршня с испытуемым объектом; ч — скорость поршня-бойка в момент входа в воздушную полость, равная заданному изменению скорости объекта за время 15 ударного нагружения;

F — площадь поперечного сечения канала ствола;

Роф —.начальное давление в воздушной полости, равное атмосферному давлению; 20

Ал- пиковое значение воспроизводимого ударного ускорения;

К вЂ” показатель политропы, для воздуха

К= 1,4;

Ра — атмосферное давление. 25 йа чертеже представлена схема стенда, реализующего пример осуществления способа испытания объектов на ударную нагрузку.

Стенд содержит основание 1, установ- 30 ленный на основании ствол 2. размещенные в стволе поршень-боек 3 и поршень 4 для размещения испытуемого обьекта 5, камеру высокого давления 6, сообщенную через клапан 7 с предпоршневой полостью 8 ство- 35 ла 2, и ловушку 9 поршня 4 с испытуемым объектом 5. В стенде ствола 2 на участие разгона поршня-бойка 3 выполнены окна 10 для сброса газа. В стволе 2 между окнами 10 и поршнем 4 образована воздушная по- 40 лость 11. Камера 6 соединена с источником давления (не показан) через отверстие 12.

Описываемый стенд работает следующим образом.

В стволе 2 устанавливается поршень- 45 боек 3 и поршень с испытуемым объектом 5.

При этом гарантируется необходимая длина воздушной полости 11, обеспечивающая воспроизведение заданных условий испытания объекта 5. Длина воздушной полости 11 опре- 50 деляется по выше приведенному соотношению. От источника давления через отверстие

12 сжатый газ (воздух) подается в камеру 6. испытуемым объектом устанавливают в стволе разгонного устройства и подвергают объект ударному нагружению путем передачи ему кинематической энергии разгонного в стволе сжатым газом поршня-бойка через воздушную полость, в этом способе начальную длину воздушной полости задают по соотношению:

Затем отверстие 12 перекрывается. В этом соотношении стенд подготовлен к проведению испытания обьекта 5, При срабатывании клапана 7 сжатый воздух из камеры 6 поступает в предпоршневую полость 8. Под действием силы давления воздуха в полости .

8 поршень-боек 3 разгоняется до определенной скорости на участке ствола до окон

10. Образующийся впередй поршня 3 уплотненный воздух сбрасывается через окна 10.

После прохождения поршнем 3 окон 10 он начинает сжимать воздух в полости 11 (в исходном состоянии воздух в стволе 2 находится под атмосферным давлением). flopшень-боек 3 динамически взаимодействует с поршнем 4 для объекта 5 через воздушную полость 11 (воздушный упругий элемент). В момент максимального сближения поршней

3 и 4 формируется пиковое значение инерционного ударного ускорения, действующего на обьект 5. После того, как между поршнями 3 и 4 произойдет полный обмен энергиями, поршень 4 приобретает максимальную скорость, а поршень 3 останавливается, После выхода поршня 4 из ствола 2 он затормаживается ловушкой 9 при допустимом для объекта 5 уровне тормозного ускорения. Ловушка 9 выполнена, например, в виде свободно размещенных в направляющих демпферов и масс. Благодаря тому, что до проведения опыта начальную длину воздушной полости 11 задают по приведенному выше соотношению, достигается уменьшение трудоемкости при испытаниях объекта за счет уменьшения количества настроечных опытов.

Формула изобретения

Способ испытания объекта на ударную нагрузку, по которому поршень с испытуемым объектом устанавливают в стволе разгонного устройства и подвергают обьект ударному нагружению путем передачи ему кинетической энергии разогнанного в стволе сжатым газом поршня-бойка через воздуш1797704 ную длину воздушной полости задают по соотношению ную полость, отличающийся тем, что, с целью уменьшения трудоемкости, начальМ ч

1 к-

4Р ". + -1-Р. 1- ". +

L—/o!

Корректор М.Ткач

Составитель В.Степанов

Техред М.Моргентал

Редактор Т.Шагова

Заказ б69 Тираж . Поднисиое .

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 где L — начальная длина воздушной полости;

М вЂ” масса поршня-бойка, равная массе поршня с испытуемым обьектом; ч — скорость поршня-бойка в момент входа в воздушную полость, равная заданному изменению скорости объекта за время ударного нагружения;

F — площадь поперечного сечения кана. ла ствола:

5 Роф — начальное давление в воздушной полости, равное атмосферному давлению;

А — пиковое значение воспроизводимого ударного ускоренйя;

К-показатель политропы,для воздуха К-1,4;

10 Pa — атмосферное давление.