Устройство для исследования динамических прочностных свойств материалов

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 05.10.79 (2! ) 2825230/25-28 с присоединением заявки №вЂ” (51) M Кл з

G Ol N 3/30

Гееуддрствеяяыя кем ятет (23) Приоритет—

СССР

Опубликовано 15.08.81. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 17.08.81 по делам яэвбретеняй и втярмтий (53) УДК 620.178..72 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Г. Иванов н В. И. Цыпкнн (71) Заявитель. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ

ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для исследования динамических свойств матерна- . лов на кольцевых образцах с помощью взрывного нагруження.

Известно устройство, состоящее нз массивного полого стального шара н помещенного внутри него заряда взрывчатого вещества (ВВ), инициируемого в центре. Коль. цо кз исследуемого материала плотно наса. жено на стальной шар. Прн детонации ВВ ударная волна сжатия подходит к кольцу н отражается от его наружной поверхности в виде волны разряжения, при .этом кольцо отделяется от шара н продолжает расшнряться )1).

Это устройство обладает недостатками, связанными со взрывом ВВ в замкнутом объеме, а именно в определенных условиях возможен доган исследуемого кольцевого образца стальным шаром нлн его осколками вследствие его разгона повторными ударными волнами нлн разрушения.

Наиболее близким по технической сущ. ности к нзобретенив является устройства

1ля нсследовання дннамнческнх прочност ых свойств материалов на кольцевых об2 разцах, содержащее сердечник в виде трубы, предназначенный для размещения на его внешней поверхности испытуемого кольцевого образца н заряд взрывчатого вещества, геометрический центр которого совмещен с геометрическим -центром сердечника. При этом вся внутренняя полость сердечника заполнена ВВ 12) .

Недостатком этого устройства является то, что возможности его использования ограннчены соотношениями акустических жесткостей исследуемого образца н сердечника.

Кроме того, это устройство не может обеспечить больших начальных скоростей образца без разрушения сердечника. Вследствне этого процесс регистрации по длнтельности ограничен моментом разрушения сертв дечннка, что снижает точность измерения характеристик материала.

Цель изобретения — расширение днапазона воспронзводнмых нагрузок н повышенне точности измерения характеристик матеркала образца. ао- Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено ударником в виде трубы, установленным с зазором внутри сердечника коакснально ему, н протнвооткольным экраном, насаженным плотно на свободную от образца внешшою поверхность сердечника, а заряд взрывчатого вещества выполнен сферическим с точкой инициирования в центре сферы и раз,åùåí с зазором

fIo отношению к ударнику. причем толщина стенки сердечника больше толщины стенки ударника в 2 — — 4 раза.

При проведении испыта;-гий со скоростями соударения 50-- 300 м/с; зазор между ударником и. сердечником может составлять !-5% радиуса ударника а при проведении испытаний со скоростями соударения 300-1000 м/с зазор между ударником и ссрдечпиком может составлять 5-- !5% радиуса ударника.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит ударник 1 в виде трубы, размещенный внутри сердечника ?, выполненного также в виде трубы, коаксиально с ним с зазором между ними.

Лля предотвраще шя откольногn разрушения сердечника 2 па него без зазора насажен противооткольный экран 3. Сферический заряд 4 размещен в центре устройства. На трубу сердечника насажен без зазо)и кольцевой образец 5 из исследуемого материала.

Устрзйство работает следующим образом

После взрыв заряда ВВ продукты взрыва разгоняют ударник l, который затем соударяется с сердечником 2 и области расположения образца 5. После выхода ударной волны (реализующейся после столкновения ударника 1 и сердечника 2) на свободную внешшою поверхность исследуемого образца 5 он приобретает начальную скорость и начинает расширяться по инерции, испытывая торможение за с чет сил сопротивления материала. Регистрируя ва времени процесс расширения кольца, последующей обработкой получают динамические зависнмости

G — — Е между напряжением и деформацией.

Для предотвращения догона отлетающего образца 5 сердечникой2 оптимальная толщина сердечника выбирается равной 2 — 4 толщннам стенки ударника, а для обеспечения сохранности устройства в течение необходимого времени регистрации минимальная высота сборки должна быть равна двум ее диаметрам.

Величина зазора между ударником 1 и сердечником 2 выбрана такой, чтобы к моменту их соударенич скорость соударения была близка к максил|альной для выбранных размеров ударника 1 заряда ВВ. Выполнение этого условия обеспечивает наибольший коэффициент отбора энергии от заряда к моменту соудареппя, вследствие чего исключается заметный повторный разгон .ударника 1 и сердечника 2 и догон образца 5 сердечником 2.

Толщина стенки ударника 1 выбрана из условия равенства толщины исследуемого образца 5 и толщины ударника 1 в момент его соударения с сердечником 2.

Устройство позволяет получать динамические зависимости «напряжение — деформа ция» в ишроком диапазоне материалов

10 и их деформации при существенно меньших количествах ВВ по сравнению с аналогичными устройствами, упрощает опыты за счет отсутствия осколков высокой энергии и не накладывает ограничений по диапазону исследуемых материалов в зависимости от соотношения акустических жесткостей кольна и сердечника за счет подбора соотношений толщины стенок ударника, сердечника и кольцевого образца..Щ

Формула изобретения

1. Устройство для исследования динамических прочностных свойств материалов на кольцевых образцах, содержащее сердечник в виде трубы, предназначенный для размещения на его внешней поверхности испытуемого кольцевого образца и заряд взрывчатого вещества, геометрический центр которого совмещен с геометрическим центром сердечника, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона воспроизводимых нагрузок и повышения точности измерений, оно снабжено ударником в виде трубы, установленным с зазором вн)три середечника коаксиально ему, и противооткольным экраном, насаженным плотно на

35 свободную от образца внешнюю поверхность сердечника, а заряд взрывчатого вещества выполнен сферическим с точкой инициирования в центре сферы и размещен с зазором по отношению к ударнику, причем толщина стенки сердечника больше толщины

40 стенки ударника в 2 — 4 раза.

2. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что при проведении испытаний со скоростями соударения 50 — 300 м/с зазор между ударником и сердечником составляет ! --5% радиуса ударника.

3. Устройство по п. I, отличающееся тем, что при проведении испытаний со скоростя ми соуда ренин 300 — 1000 м/с, зазор между ударником и сердечником составляет

5 — 15% радиуса ударника.

5t;.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. «Физика горения и взрыва», 1976, № 1, с. 120.

2. Ехрегнпеп1а! Mech, 1969.Vol 9, № 10, р. 441 (прототип).

855430

1 Составитель В. Финогенов

Редактор Е. Дорошенко Техред А. Бойкас Корректор Н. Швыдкая,Заказ 6693/58 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государстяенного комитета СССР по делам нзобретениЯ и открытнЯ! l 3035, Москва, ٠— 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4