Устройство для динамических испытаний материалов

(56)Мф 7 в материале ть взрыва ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(53) 620.178,7(088.8) 1. Авторское свидетельство СССР61376, кл. С 01 М 3/30, 1976.2. Антонов А.А., Березин Г.В,Яковлев В.В. Получение и регистрацияударных волн от электрического взрыва проводников. - Сборник "Физическая механика". М Изд- во ЛГУ, 1978,вып. 3, с. 3-16 (прототип),(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ, содержащее,Я 01114 20 01 И 3/30; С 01 М 7/00 накопитель электрической энергии с зарядным устройством, подключенный к накопителю через разрядник взрываю щийся проводник в виде фольги, держа тель фольги и приспособление для крепления образца испытуемого матери ала,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности испытаний путем устранения неплоскостности фольги, держатель фольги выполнен в виде диэлектрической подложки, толщина о которой выбрана из условияИзобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытаний образцов материалов на воздействие высокоскоростной динамической нагрузки. 5Известно устройство для динамических испытаний материалов, содержащее накопитель электрической энергии, соединенный с накопителем индуктор и приспособление для закрепления 10 образца испытуемого материала Г 13.Недостатками этого устройства являются невысокая для испытания некоторых материалов интенсивность нагружения и малая длительность дей ствия нагрузки.Наиболее близким к изобретенчю по технической сущности является устройство для динамических испытаний материалов, содержащее накопи тель электрической энергии с зарядным устройством, подключенный к накопителю через разрядник взрывающийся проводник в виде фольги, держатель фольги и приспособление для креп ления образца испытуемого материала. Ударная волна, образующаяся при взрыве фольги, при протекании через нее мощного импульса тока, нагружает образец испытуемого материала Г 23, З 0Недостатком известного устройства является низкая точность испытаний, связанная с практической невозможностью установки тонкой металлической фольги (толщиной порядка 10см) с требуемой параллельностью к поверхности образца, что обусловлено неплоскостностью поверхности фольги, вследствие остаточных деформаций и деформаций при установке 40 фольги. Целью изобретения является повышение точности испытаний путем устранения неплоскостности фольги.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для динамических испытаний материалов, содержащем накопитель электрической энергии с зарядным устройством, подключенный к накопителю через разрядник взрывающийся проводник в виде фольги, держатель фольги и приспособление для крепления образца испытуемого материала, держатель фольги выполнен в виде диэлектрической подложки, толщина Ю которой выбрана из условияС 1А -2 где С - скорость звука в материалеподложки;1 - продолжительность взрывафольги.фольга плотно прилегает к поверхности диэлектрической подложки чем устраняется неплоскостность. Указанное условие выбора толщины подложки исключает влияние на профиль ударной волны отражения волны от свободной поверхности подложки.На чертеже изображено предлагаемое устройство для динамических испытаний материалов.Устройство содержит накопитель электрической энергии в виде конденсаторной батареи 1 с зарядным устройством 2, подключенный к батарее 1 через разрядник 3 взрывающийся проводник в виде фольги 4, держатель фольги в виде диэлектрической подложки 5, приспособление 6 для установки образца 7 испытуемого материала, аппаратуру 8 для управления и регистрации результатов испытаний и датчик 9 импульсного давлений, Толщина подложки 5 выбирается из услол С 2вия о, где С - скорость звука в материале подложки; Т - продолжительность взрыва фольги. Поверхность диэлектрической подложки 5 обработана минимум по 7-у классу чистоты.Устройство для динамических испытаний материалов работает следующим образом. Конденсаторная батарея 1 с помощью зарядного устройства 2 заряжается до выбранного напряжения, На диэлектрической подложке 5 закрепляется взрывная фольга 4, плотно прилегающая к ее поверхности. Это может обеспечиваться смачиванием поверхности фольги тонким слоем машинного масла. В момент запуска блок синхронизации, входящий в состав аппаратуры 8, запускает эту аппаратуру и вырабатывает импульс напряжения для управления работой разрядника 3. Разрядный ток, конденсаторной батареи 1 проходит через разрядник 3 и фольгу 4. Под его воздействием фольга 4 взрывается, образуется плоская ударная волна, воздействующая на испытуемый образец 7. Аппаратура 8: регистрирует профиль прошедшей через испытуемый образец 7 динамической нагрузки, а датчик 9 импульсного давления опреСоставитель В.ФиногеновРедактор Р.Цицика Техред М,Надь Корректор А.Тяско Заказ 6759/29 Тираж 822 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Э 111 деляет профиль воздействующего на образец 7 и диэлектрическую подложку 5 импульса давления.Использование предлагаемого устройства позволяет повысить точность испытаний поскольку изготовление и установка плоских поверхностей образца и подложки с точностью 10 см не представляет технической трудности, а это в свою очередь при получаемых при взрыве фольги скоростях разлета ее материала ч:10 см/с позволяет добиться величины минимального достоверного интервала профиля ударной нагрузки д,. (оцениваемого по разбросу измеряемых профилей импульсов давления при одинако 4920 4вых условиях проведения испытаний)порядка 1 Н/с и продольной измеряемой скорости нагружения порядкаЦ10 бар/с (для линейного размера области измерения 6=15 м 1). Для известного устройства эти величины составляют соответственно ьь 50 Н/с.2.41 а 10 бар/с. Кроме того, увеличивается коэффициент использования энер гии взрыва фольги, так как энергиявзрыва, поглощаемая подложкой и теряемая для испытаний, определяемаясоотношением механических импедансовматериала подложки и воздуха, на 2-3 15 порядка меньше энергии в воздушнойударной ванне, воздействующей наобразец.