Способ механических испытаний

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания объектов на комплексное воздействие механических нагрузок. Способ включает размещение ОИ в контейнере, хвостовая часть которого расположена в стволе разгонного устройства, нагружение ОИ механическим импульсом с пиковым ускорением не менее 100000 м/с2 в процессе разгона контейнера под действием высокого давления в стволе разгонного устройства, измерение характеристик ОИ, перемещение контейнера с ОИ в процессе и после разгона, по крайней мере, по одной направляющей, торможение ОИ. В ходе перемещения контейнера осуществляют закрутку ОИ вдоль одной из его осей под действием набегающего потока воздуха, при этом, по крайней мере, на одном участке свободного пробега контейнера с ОИ производят его принудительное торможение с максимальным ускорением, регулируемым в диапазоне от 200 м/с2 до 3000 м/с2, в ходе которого также производят измерение характеристик ОИ. Технический результат заключается в воспроизведении комплекса механических воздействий на ОИ, включающих в себя линейные и угловые ускорения, а также центробежные нагрузки заданного уровня, в процессе действия которых производят тестирование ОИ после нагружения его механическим импульсом, реализуемым в процессе разгона под действием давления. 4 ил.

 

Изобретение относится к испытательной технике. Область использования - испытание объектов на комплексное воздействие механических нагрузок.

Известен способ механических испытаний объектов на стенде, описание которого приведено в патенте RU 02467300, "Стенд динамических испытаний", МПК G01M 7/08 (2006.01) опубл. 20.11.2012, выбранный в качестве прототипа. Стенд динамических испытаний содержит разгонное устройство, включающее ствол, источник давления в виде порохового заряда, размещенного в зарядной камере, и инициирующее устройство. При подаче электрического импульса на инициирующее устройство производят воспламенение порохового заряда, вследствие чего в зарядной камере увеличивается давление, под действием которого осуществляют разгон контейнера, хвостовая часть которого расположена в стволе разгонного устройства. В процессе разгона происходит нагружение механическим импульсом размещенного в контейнере объекта испытаний (ОИ) с реализацией требуемых параметров ускорения и измерение характеристик ОИ, а также параметров ускорения ОИ.

Основным недостатком данного способа является то, что после нагружения ОИ механическим импульсом не обеспечивается воспроизведение механических воздействий (линейного ускорения, центробежных нагрузок и угловых ускорений), моделирующих условия натурного применения ОИ, в процессе действия которых, требуется производить тестирование ОИ.

Решаемой технической проблемой является создание способа механических испытаний, обеспечивающего комплексное воздействие на ОИ механических нагрузок, моделирующих условия натурного применения ОИ.

Технический результат заключается в воспроизведении комплекса механических воздействий на ОИ, включающих в себя линейные и угловые ускорения, а также центробежные нагрузки, в процессе действия которых производится тестирование ОИ после нагружения его механическим импульсом с пиковым ускорением не менее 100000 м/с2, реализуемым в процессе разгона под действием давления.

Технический результат достигается за счет применения заявляемого способа механических испытаний, включающего размещение ОИ в контейнере, хвостовая часть которого расположена в стволе разгонного устройства, нагружение ОИ механическим импульсом с пиковым ускорением не менее 100000 м/с2 в процессе разгона контейнера под действием высокого давления в стволе разгонного устройства, измерение характеристик ОИ, перемещение контейнера с ОИ в процессе и после разгона, по крайней мере, по одной направляющей, торможение ОИ.

В отличие от прототипа в заявляемом способе в ходе перемещения контейнера осуществляют закрутку ОИ вдоль одной из его осей под действием набегающего потока воздуха, при этом, по крайней мере, на одном участке свободного пробега контейнера с ОИ производят его принудительное торможение с максимальным ускорением, регулируемым в диапазоне от 200 м/с2 до 3000 м/с2, в ходе которого также производят измерение характеристик ОИ.

Закрутка ОИ вдоль одной из его осей под действием набегающего потока воздуха в ходе перемещения контейнера позволяет после нагружения ОИ механическим импульсом произвести его тестирование в условиях действия на его составные элементы угловых ускорений и центробежных нагрузок, моделирующих условия натурного применения ОИ.

Принудительное торможение контейнера с ОИ с максимальным ускорением, регулируемым в диапазоне от 200 м/с2 до 3000 м/с2, по крайней мере, на одном участке направляющей его свободного пробега позволяет после нагружения ОИ механическим импульсом произвести его тестирование в условиях действия линейных ускорений, моделирующих заданные условия натурного применения ОИ.

Измерение характеристик ОИ в ходе принудительного торможения, по крайней мере, на одном участке направляющей позволяет провести тестирование ОИ и его составных элементов после нагружения механическим импульсом в условиях действия механических нагрузок, моделирующих условия натурного применения ОИ.

Заявляемый способ механических испытаний поясняется рисунками: фиг. 1 - схема стенда для проведения механических испытаний; фиг. 2 - схема нагружения ОИ механическим импульсом; фиг. 3 - схема торможения и закрутки ОИ после нагружения механическим импульсом; фиг. 4 - зависимость ускорения от времени, действующего на ОИ в продольном направлении, в процессе проведения механических испытаний.

Стенд (фиг. 1) для реализации заявляемого способа механических испытаний состоит из разгонного устройства 1 и контейнера 2 с размещенным в нем ОИ 3. Разгонное устройство 1 включает в свой состав ствол 4, источник давления 5 (например, пороховой заряд или заряд взрывчатого вещества) и инициирующее устройство 6 (например, пиропатрон или детонатор). Контейнер 2 снабжен заходящей в ствол 4 разгонного устройства 1 калиберной хвостовой частью 7 и выполнен с возможностью перемещения, по крайней мере, по одной направляющей 8 (например, рельсовой) при помощи опоры скольжения 9 (башмака), закрепленной на его наружной поверхности, располагаемой вне ствола разгонного устройства 1. По крайней мере, на одном участке 10 направляющей 8 на заданном расстоянии от разгонного устройства 1 размещена тормозная среда 11 из малоплотного материала. ОИ 3 соединен с устройством 12, обеспечивающим его закрутку вдоль одной из осей под действием набегающего потока воздуха в процессе движения контейнера 2 по направляющей 8. Устройство закрутки ОИ 12 может быть выполнено, например, в виде аэродинамических лопастей.

Заявляемый способ механических испытаний осуществляют следующим образом.

При помощи источника давления в объеме 13 (фиг. 2) ствола 4 разгонного устройства 1 формируют высокое давление (в процессе горения порохового заряда, после взрыва заряда ВВ). Под его действием осуществляют разгон контейнера 2, в процессе которого обеспечивают нагружение размещенного в нем ОИ 3 механическим импульсом с пиковым ускорением не менее 100000 м/с2.

После завершения разгона (фиг. 3), контейнер 2 с ОИ 3 при помощи опоры скольжения 9 движется по направляющей 8 и тормозится под действием сил трения и аэродинамического сопротивления. Закрутку ОИ 3 вдоль одной из его осей производят под действием набегающего потока воздуха при помощи устройства 12 в процессе движения контейнера по направляющей 8. При этом обеспечивают нагружение ОИ 3 и его составных элементов угловым ускорением и центробежной нагрузкой, в процессе действия которых осуществляют тестирование ОИ 3 и его составных элементов, путем записи их характеристик на регистратор, входящий в состав ОИ 3 или отдельно размещенный в контейнере 2.

Ускорение торможения в процессе свободного пробега контейнера с ОИ намного ниже требуемого для тестирования ОИ 3 и реализуемого в процессе его натурного применения. Принудительное торможение контейнера 2 с максимальным ускорением, регулируемым в диапазоне от 200 м/с2 до 3000 м/с2, осуществляют на участке 10 направляющей 8 путем его взаимодействия с малоплотной тормозной средой 11. Требуемые параметры ускорения торможения ОИ 3 (максимальная величина, длительность действия) обеспечивают в зависимости от массы контейнера 2 и скорости его движения по направляющей 8 путем выбора параметров тормозной среды 11 (плотность, площадь контакта с контейнером 2, длина и пр.). В процессе взаимодействия контейнера 2 с тормозной средой 11 обеспечивают нагружение ОИ 3 линейным ускорением заданного уровня, в процессе действия которого осуществляют тестирование ОИ 3 и его составных элементов, путем записи их характеристик на регистратор, входящий в состав ОИ 3 или отдельно размещенный в контейнере 2.

Схематично зависимость ускорения ОИ от времени, действующая в процессе испытания в продольном направлении ОИ, представлена на фиг. 4. Нагружение ОИ механическим импульсом с пиковым ускорением не менее 100000 м/с2 характеризует интервал 14 зависимости ускорения от времени. Ускорение ОИ в процессе свободного торможения контейнера характеризуют участки 15 данной зависимости, а ускорение ОИ в процессе принудительного торможения контейнера, регулируемое в диапазоне от 200 м/с2 до 3000 м/с2 - участок 16.

Таким образом, использование заявляемого способа механических испытаний обеспечивает воспроизведение комплекса механических воздействий на ОИ, включающих в себя линейные и угловые ускорения, а также центробежные нагрузки заданного уровня, в процессе действия которых производят тестирование ОИ после нагружения его механическим импульсом, реализуемым в процессе разгона под действием давления.

Предлагаемый способ механических испытаний успешно прошел экспериментальную проверку.

Способ механических испытаний, включающий размещение объекта испытаний (ОИ) в контейнере, хвостовая часть которого расположена в стволе разгонного устройства, нагружение ОИ механическим импульсом с пиковым ускорением не менее 100000 м/с2 в процессе разгона контейнера под действием высокого давления в стволе разгонного устройства, измерение характеристик ОИ, перемещение контейнера с ОИ в процессе и после разгона, по крайней мере, по одной направляющей, торможение ОИ, отличающийся тем, что в ходе перемещения контейнера осуществляют закрутку ОИ вдоль одной из его осей под действием набегающего потока воздуха, при этом, по крайней мере, на одном участке свободного пробега контейнера с ОИ производят его принудительное торможение с максимальным ускорением, регулируемым в диапазоне от 200 м/с2 до 3000 м/с2, в ходе которого также производят измерение характеристик ОИ.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания объектов на воздействие интенсивных механических нагрузок. Устройство содержит металлическое основание, имеющее заходящую в ствол разгонного устройства стенда динамических испытаний цилиндрическую хвостовую часть и надкалиберную часть, выполненную с возможностью установки объекта испытаний (ОИ) и соединенную с опорой скольжения, выполненной в виде башмака, охватывающего рельсовую направляющую.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при испытании элементов или конструкций зданий и сооружений для оценки напряженно-деформированного состояния при воздействии сверхнормативных кратковременных динамических нагрузок.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при испытании элементов или конструкций зданий и сооружений с численной оценкой напряженно-деформированного состояния конструкции при воздействии сверхнормативных кратковременных динамических нагрузок.

Изобретение относится к испытательной технике. Установка содержит устройство формирования внешнего ударного воздействия и контейнер, снабженный держателем объекта исследования, позволяющим изменять положение объекта исследования для регулирования характеристик ударной нагрузки, при этом держатель жестко скреплен с контейнером и в нем выполнено, по крайней мере, одно посадочное место под размещение объекта исследования, держатель выполнен сменным, с возможностью замены на другой держатель, различающийся углом наклона посадочного места к оси контейнера, причем угол наклона выбирают из условия обеспечения требуемых величин продольной и поперечной нагрузок, моделируемых при ударном воздействии на объект исследования.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для динамических испытаний объектов на воздействие ударных перегрузок в двух направлениях одновременно.

Изобретение относится к области прикладной газовой динамики, а именно к устройствам для регулирования параметров избыточного давления воздушной ударной волны в канале ударной трубы, и предназначено для нагружения объектов воздушной ударной волной с заданным избыточным давлением.

Изобретение относится к испытательной технике. Установка содержит пороховое разгонное устройство, включающее камору и ствол с поршнем, контейнер для размещения объекта испытаний, включающий переходник в виде трубы, установленной соосно со стволом.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытаний объектов на воздействие динамических нагрузок. Нагружающая установка содержит зарядную камеру с затвором.

Изобретение относится к устройствам, имитирующим метательные снаряды. Метательный снаряд для имитации столкновения с птицей содержит объемное тело с контуром столбчатой формы, имеющее передний конец и задний конец, отверстие, открытое на переднем конце, и полость, удлиненную от отверстия к заднему концу, при этом объемное тело выполнено из гелеобразного или желеобразного материала, причем отверстие закрыто опорным элементом, выполненным из материала, имеющего более низкую плотность по сравнению с гелеобразным или желеобразным материалом.

Изобретение относится к испытательному оборудованию. Это достигается тем, что в стенде для исследования систем виброизоляции, содержащем основание, на котором расположены дополнительные плиты с закрепленными на них виброизолируемыми аппаратами и регистрирующая аппаратура, на основании установлена аппаратура летательных аппаратов, например два одинаковых бортовых компрессора для получения сжатого воздуха на борту летательного аппарата, при этом один компрессор установлен на штатных резиновых виброизоляторах, а другой компрессор установлен на исследуемой двухмассовой системе виброизоляции, включающей в себя резиновые виброизоляторы и упругодемпфирующую промежуточную плиту с виброизоляторами, например, в виде пластин из полиуретана, которые, так же как и штатные резиновые виброизоляторы компрессора, установлены на жесткой переборке, которая через вибродемпфирующую прокладку установлена на основании, а на жесткой переборке, между компрессорами, закреплен вибродатчик, сигнал с которого поступает на усилитель и регистрирующую аппаратуру, например октавный спектрометр, работающий в полосе частот (Гц): 2; 4; 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000, а затем сравнивают полученные амплитудно-частотные характеристики от работы каждого из компрессоров и делают выводы об эффективности виброизоляции каждой системы, на которой они установлены.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания объектов на комплексное воздействие механических нагрузок. Способ включает размещение ОИ в контейнере, хвостовая часть которого расположена в стволе разгонного устройства, нагружение ОИ механическим импульсом с пиковым ускорением не менее 100000 мс2 в процессе разгона контейнера под действием высокого давления в стволе разгонного устройства, измерение характеристик ОИ, перемещение контейнера с ОИ в процессе и после разгона, по крайней мере, по одной направляющей, торможение ОИ. В ходе перемещения контейнера осуществляют закрутку ОИ вдоль одной из его осей под действием набегающего потока воздуха, при этом, по крайней мере, на одном участке свободного пробега контейнера с ОИ производят его принудительное торможение с максимальным ускорением, регулируемым в диапазоне от 200 мс2 до 3000 мс2, в ходе которого также производят измерение характеристик ОИ. Технический результат заключается в воспроизведении комплекса механических воздействий на ОИ, включающих в себя линейные и угловые ускорения, а также центробежные нагрузки заданного уровня, в процессе действия которых производят тестирование ОИ после нагружения его механическим импульсом, реализуемым в процессе разгона под действием давления. 4 ил.

Наверх