Способ ударных испытаний объекта

 

Использование: исследование прочностных свойств материалов. Сущность изобретения: объект последовательно нагружают двумя импульсами сжатия и при нагружении первым импульсом формируют в объекте поле когерентных ударных волн. Нагружение производят метаемым ударником, содержащим две пластины. Поле когерентных ударных волн формируют путем выполнения непосредственно контактирующей с объектом пластины в виде комплекса элементов, обладающего периодической в плоскости удара структурой. Благодаря созданию в объекте поля когерентных ударных волн повышается уровень напряжений. 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к области высокоскоростного деформирования материалов и может быть использованы при исследовании прочностных свойств материалов.

Известен способ ударных испытаний объекта [1] заключающийся в создании импульсных нагрузок в образцах ударом пластин (ударников), разгоняемых детонацией слоя взрывчатого вещества.

Недостатком данного способа является то, что для достижения больших уровней нагрузок необходим разгон ударников до больших скоростей. Это требует использования большого количества взрывчатого вещества, что приводит к громоздкости и неудобству при проведении эксперимента.

Наиболее близким предлагаемому способу является способ, описанный в [2] Способ состоит в том, что производят последовательное нагружение объекта двумя импульсами сжатия с помощью метаемого ударника, выполненного составным по оси действия из двух пластин. Недостатком способа является ограниченный диапазон реализуемых нагрузок.

Исследование прочностных свойств конструкционных материалов имеет большое практическое значение, т.к. непосредственно связано с эксплуатацией ряда современных машин и приборов. Важным техническим результатом предлагаемого способа является повышение уровня нагрузки на объект в 2-6 раз по сравнению с единичным импульсом. Данный технический результат достигается за счет того, что в известном способе испытаний, по которому производят последовательное нагружение объекта двумя импульсами сжатия с помощью метаемого ударника, выполненного составным по оси действия из двух пластин, при нагружении первым импульсом в объекте формируют поле когерентных ударных волн, для чего непосредственно контактирующую с объектом пластину выполняют в виде комплекса элементов, обладающего периодической в плоскости удара структурой.

Повышение нагрузки на объект достигается в результате того, что при воздействии первого импульса, обусловленного ударом комплекса элементов об объект, в нем одновременно по поверхности удара формируется поле когерентных ударных волн, которые интерферируют и переводят материал объекта в напряженное состояние. Дальнейшее взаимодействие второй части летящего пластинчатого ударника с объектом приводит к более сильному воздействию.

На фиг. 1 изображена схема реализации способа; на фиг. 2 вид А на фиг. 1.

До нагружения объекта (1) второй частью пластинчатого ударника (2), разогнанного через пенопластовый демпфер (3) с помощью взрыва заряда взрывчатого вещества (4), производят предварительное воздействие на объект полем когерентных ударных волн, сформированным с помощью удара плоского комплекса элементов (5), обладающего периодической в плоскости удара структурой. Комплекс элементов разгоняется второй частью ударника через буфер (6). Блок элементов состоит из элементов в форме параллелепипедов, подогнанных по боковым поверхностям друг к другу и наклеенных на буфер. Ударник и элементы изготовлены из одинакового материала (сталь), буфер из материала с меньшей акустической жесткостью (алюминий). Для обеспечения плоскостности удара ударника о буфер все части устройства размещены в обойме (7).

Сравнительные эксперименты, проведенные с воздействием каскадного и единичного нагружения на объект, показали, что последовательное нагружение приводит к более интенсивному (в 2-6 раз) разрушению объекта, что свидетельствует о повышении уровня нагрузки.

Формула изобретения

Способ ударных испытаний объекта, по которому производят последовательное нагружение объекта двумя импульсами сжатия с помощью метаемого ударника, содержащего две пластины, расположенные по оси его действия, отличающийся тем, что при нагружении первым импульсом в объекте формируют поле когерентных ударных волн, для чего непосредственно контактирующую с объектом пластину выполняют в виде комплекса элементов, обладающего периодической в плоскости удара структурой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2