Устройство для измерения параметров удара

Изобретение относится к технике измерения параметров контактного взаимодействия тел при поперечном ударном нагружен ии.Известны пьезоэлектрические Динамометры для измерения нагрузки при динамическом нагружении материалов, содержащие упругий элемент, пьезокристалл, установленный в окне, выполненном в упругом элементе и устройство для предварительного сжатия 11.Однако такие пьезоэлектрические динамометры не могут быть использованы в качестве уДарника при поперечном динамическом нагружении материалов, вследствие их конструктивного исполнения, предусматривающего механическую связь динамометра с образцом.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения параметров удара, содержащее датчик силы с выводами, установленный в упругом элементе и образец 21.Недостатком известного пьезоэлектрического динамометра-ударника является наличие кабеля, связывающего динамометр с каналом регистрации сигнала, что не позволяет использовать его для измерения контактной силы при поперечном высокоскоростном ударном нагружении элементов конст.- рукций, осуществляемым путем разгона динамометра-ударника в метательных устройствах (пневмогазовые, пороховые пушки),Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения параметров удара, содержащее датчик силы с выводами, установленный в упругом элементе, и образец, введена контактная поверхность в виде тела вращения, размещенная перед образцом по направлению удара, а упругий элемент снабжен лепестковыми упругими токосъемниками, образующими усеченный конус и соединенными с одним выводом датчика силы, другой вывод которого соединен с упругим элементом, при этом максимальный диаметр лепестковых упругих токосъемников больше или равен максимальному диаметру тела вращения, а образец и упругий элемент выполнены из токопроводяшего материала.На чертеже представлено устройство.Пьезоэлектрический датчик-ударник включает в себя подвижную и неподвижную части. Подвижная часть датчика-ударника состоит из корпуса 1, являющегося одновременно упругим элементом, двух пьезокерамических таблеток 2 и 3, установленных в канале, выполненном в упругом элементе, и предварительно поджатых через шайбу 4 и шарик 5 винтом 6, фторопластовой цилиндрической полой втулки 7, служащей изолятором и удерживающей пьезотаблетки отрадиального смещения, лепесткового упругого токосъемника 8 в виде усеченного конуса, закрепленного через изолирующие прокладки 9,10 к винту 6 винтом 11. Центральным контактом между пьезотаблетками служит серебряная пластинка 12, соединенная посредством гибкого экранированного провода 13 с лепестковым упругим токосъемником. Вторые контактные поверхности обеих пьезотаблеток замыкаются непосредственно на корпус. Неподвижная часть состоит из контактной поверхности 14, выполненной в виде полого усеченного конуса, установленного от испытуемого образца 15 на расстоянии, превышающем на 10 мм длину корпуса, изолирующей прокладки 16, узла 17 крепления и гибких экранированных проводов 18 и 19.Датчик-ударник работает следующим образом.Перед выстрелом пластинка лепесткового упругого токосъемника 8 обжимается до горизонтального положения и корпус 1 пьезоэлектрического датчика-ударника воставляется в специальный поддон, представляющий собой деревянный цилиндр с центральным углублением под тело корпуса датчика-ударника. В канале ствола пневмогазовой пушки происходит совместный разгон поддона и корпуса 1 подвижной части датчика-ударника, который затем отделяется от поддона посредством торможения последнего в конической части дульного тормоза. После выхода из ствола лепестки упругого токосъемника 8, распрямляясь, занимают рабочее положение. При соударении подвижной части 1 датчика-ударника с испытуемым образцом 15 происходит замыкание контактов лепесткового упругого токосъемника 8 с контактной поверхностью 14 и корпуса 1 с испытуемым образцом 15. Вырабатываемый при этом сигнал на пьезотаблетках 2 и 3 по гибким экранированным проводам 18,19 подается к регистрирующей аппатуре. 45 50 55 5 10 15 20 25 30 35 40 Применение пьезоэлектрического датчика-ударника в совокупности с необходимой аппаратурой позволяет определить силу и время контактного взаимодействия ударника с испытуемым образцом при поперечном высокоскоростном ударном нагружении, что значительно расширяет возможности научных исследований в области ударного деформирования и разрушения конструкций,Устранение непосредственной проводной связи пьезоэлектрического датчика-ударника с регистрирующей аппаратурой позволяет использовать его в качестве ударника при моделировании процесса поперечного удара твердого тела малой массы по элементам конструкции (лопатки и корпус газотурбинного двигателя, обшивка планера летательного аппарата и т.д.) и одновре1136041 Составитель А. Северин Техред И. Верес Корректор О. Луговая Тираж Зз 8 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4Редактор Е. ЛушниковаЗаказ 10276/31 менно в качестве датчика для регистрации силы контактного взаимодействия. Такой подход дает возможность оценить повреждаемость испытуемого образца и использовать полученную экспериментальную зависимость Р =Р(1) для последующего расчета его напряженно-деформированного состояния. В этом случае значительно повышается точность расчетов, что имеет большое практическое значение для определения предельного напряженного состояния и работоспособности элементов конструкции в условиях сосредоточенного ударного нагружения в широком диапазоне скоростей.