Устройство для градуировки ударных акселерометров

 

ОПИСАНИЕ

ИЗ,ОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюз Советсини

Сецивпистическик

Ресаубиии (11) фО7 148 (63) Дополнительное к авт. санд-ву— (22) Заявлено1801.77 (21} 2444533/18-10 (Ы) М. Кл.

6) 01 P 21/00 с присоединением заявки Ph— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 150578. Бюллетень № 18

fesgs(asiesssaa3 ssesasi

Веепа Миннвтрев OOOO

se aaeesaa ees6yerses9 и енрмтай (S3) УДК 531.768 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 280478 (72) АвторЫ В. Н. Евграфов, А, À. Ðûêîâ, А, È. Ðîäèîíîâ и В. Ф, Хон изобретения (71) ЗаяантЕЛЬ Новосибирский электротехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ УДАРНЫХ

АКСЕЛЕРОМЕТРОВ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к устройствам для градуировки ударных акселерометров и может быть использовано в испытательной технике в качестве устройства для испытаний изделий на ударные воздействия.

Известные устройства для градуировки ударных акселерометров используют ударный возбудитель, воздействующий на цилиндрический мерный стержень и дополнительный стержень в акустическом контакте с мерным стержнем и несущий закрепленные на его торце испытуемый объект и контрольный акселерометр (11. Однако эти устройства не обеспечивают воспроизведение ударных ускорений в широком диапазоне с высокой точностью.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для градуировки ударных акселерометров, содержащее мерный стержень, ударный возбудитель и дополнительный стержень, один торец которого акустически связан с торцом мерного стержня, а на другом закреплены испытываемый объект и контрольный акселерометр (21.

Недостатком этого устройства является то,.что диапазон воспроизводимых ускорений обусловлен интенсивностью нагружения цилиндрического

5 мерного стержня и ограничен возможностью ударного возбудителя.

Целью изобретения является расширение диапазона воспроизводимых ускорений.

)0 Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве мерный стержень содержит концентратор напряжений экспоненциальной формы.

На фиг. 1 схематично изображено

ig описываемое устройство для градунровки ударных акселерометров; на фиг. 2 - графики импульсов ударных ускорений.

У торца мерного стержня располо20 жен ударный возбудитель 1 в виде шара. при этом мерный стержень установлен горизонтально и состоит из цилиндрической части 2, взаимодействующей с ударным возбудителем 1, 25 экспоненциального концентратора 3 и цилиндрической части 4, на торце. которой находится в акустическом контакте дополнительный стержень 5,: несущий на.свободном торце закреп80 ленные испытываемый объект 6 и контб07148 рольный акселерометр 7, подключенные к регистрирующему устройству 8.

При приложении нагрузки ударным возбудителем 1 к торцу цилиндрической части 2 мерного стержня в ней возникает ударная волна сжатия, которая распространяется, формируясь в плоскую, и достигает экспоненциального концентратора 3. При прохождении через экспоненциальный концентратор волна сжатия, концентрируясь без искажения формы, усиливается и далее проходит по цилиндрической части 4 и дополнительному стержню 5, воздействуя . на испытываемый объект 6 и контрольный акселерометр 7. При отражении от свободного торца дополнительного стер« жня 5 волна сжатия преобразуется в волну растяжения, которая, проходя через плоскость соприкосновения стержней, вызывает отскок дополнительного стержня S.

Коэффициент усиления зависит от формы, геометрических размеров и материала концентратора.

Ойтимальной формой концентратора является экспоненциальная, обеспечивающая максимальный коэффициент усиления и минимальные искажения сформированного ударного импульса за счет того, что поток энергии для экспоненциального концентратора остается постоянным для любого сечения, неизменно связанного с движущимся ударным импульсом. Теоретически поток энергии для экспоненциального концентратора выражается функцией от одной волновой переменной. В коническом концентраторе это условие не выполняется ввиду частичного отражения энергии от боковой поверхности назад. Например, по сравнению с коническими, экспоненциальные концентраторы имеют коэффициент усиления на 20% выше при тех же габаритных размерах. Кроме того, в коническом концентраторе имеет место значительное искажение формы ударного импульса. Для иллюстрации сказанного на фиг. 2 приведены графики импульсов ударного ускорения при входной нагрузке полусинусоидальной формы.

Расчеты проведены в рамках одномерной й8 теории по формулам:, 5 =

r а где а—

E,—— Се6ускорение частиц в стержне, деформация, безразмерное время, деформация для конического концентратора определяется из выражения:

)О

Таким образом, при сохранении вход ой ударной нагрузки экспоненциальный концентратор обеспечивает по сравнению с концентраторами другой формы коэффициент усиления, достигающий порядка

5-10, а следовательно, в предлагаемом устройстве для градуировки ударных акселерометров по сравнению с извест«, ными диапазон воспроизводимых ускорений повышается на порядок.

Формула изобретения устройство для градуировки ударныХ акселерометров, содержащее мерный стержень, ударный возбудитель и дополчительный стержень, один торец которого акустически связан с торцом мерного стержня, а на другом закреплены испытываемый объект и контрольный акселерометр, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона воспроизводимых ускорений, мерный стержень содержит концентратор напряжений экспоненциальной формы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

9 440088222222,, кклл. & 01 Р 21/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 257170s кл.&01 Р 21/00, 1967.

R где С„= - —, бр — начальный импульс деформации, безразмерная координата вдоль

15 оси концентратора.

Для экспоненциального концентратора (, () b$l2

1 где P — - показатель в выражении для

20 площади поперечного сечения.