Установка для динамических испытаний образцов материалов

9)93 5 САНИЕ ИЗОБРЕТ 7 70 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) 1. Кокошвили С,М. Методы .динамических испытаний жестких полимерных материалов. Справочное пособие, Рига, "Зиматне", 1978, с. 56, рис, 3,2.2. Кольский Г. Исследование механических свойств материалов при больших скоростях нагружения, - "Механика", 1950, вып. 4, с, 108-128 (прототип).(54)(57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ по методу разрезного стержня Гопкинсона, содержащая соосно расположенные нагружающий стержень и стержень - наковальню для крепления между ними образца, силовозбудитель и устройство для возбужедния волны напряжения в нагружающем стержне, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности испытаний, устройство для возбуждения волны напряжения в нагружающем стержне выполнено в виде жесткой рамы, образованной параллельно . расположенными траверсами и соединяющими их колоннами, и разрывного элемента, соединяющего силовозбудитель, представляющий собой установленный на одной из траверс механизм растяжения, с концом нагружающего стержня, а на другом конце нагружающего стержня выполнен упор, опертый на другую траверсу рамы.2. Установка по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что в случае испытания образца на растяжение нагружающий стержень выполнен полым а стержень-наковальня расположен внутри нагружающего стержня.Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов,а именно к установкам для динамических испытаний образцов материалов,и может быть использовано для опреде-ления динамических свойств материалов при высокоскоростном нагружении по методу разрезного стержняГопкинсона.Известна установка для динамических испытаний образцов материалов,содержащая нагружающий стержень истержень-наковальню, между которымиразмещен испытуемый образец, силовозбудитель, в качестве которого исполь зована разрядная камера, подключенная к генератору импульсных токов,и устройство для возбуждения волнынапряжения в нагружающем стержне ввиде гибкой пластины, укрепленной 20в разрезной камере 1 11.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому эффекту является установкадля динамических испытаний образцов материалов по методу разрезногостержня Гопкинсона, содержащая соосно расположенные нагружающий стержень и стержень-наковальню для крепления между ними образца, снловозбудитель и устройство для возбуждения волны напряжения в погружающемстержне, В качестве устройства длявозбуждения волны напряжения в нагружающем стержне использован удар- дник, разгоняемый силовозбудителем,которым служит взрывное устройство 21,Недостатками известных установокявляются сложность конструкции, обусловленная применением в качестве 40снловоэбудителя специальных импульсных устройств (взрывных, разрядных и т.п.), низкая точность испытаний из-за возбуждения в нагружа-,емом-стержне изгибных колебаний,вызванных ударным взаимодействиемустройства для возбуждения волнынапряжения в нагружающем стержне сего концом.Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение точности испытаний,Поставленная цель достигаетсятем, что в установке для динамических испытаний образцов материаловпо методу разрезного стержня Гопкин-сана, содержащей соосно расположенные ;нагружающий; стержень и стержень-наковальню для крепления между ними образца, силовозбудитель и устройство для возбуждения волны напряжения в нагружающем стержне, устройство для возбуждения волны напряжения в нагружающем стержне выполнено в виде жесткой рамы, образованной параллельно расположенными траверсами и соединяющими их колоннами, и разрывного элемента, соединяющего силовозбудитель, представляющий со-. бой установленный на одной из траверс механизм растяжения, с концом нагружающего стержня, а на другом конце нагружающего стержня выполнен упор, опертый на другую траверсу.В случае испытания образца на растяжение нагружающий стержень выполнен полым, а стержень-наковальня расположен внутри нагружающега стержня.Упрощение конструкции достигается за счет применения силовозбудителя, представляющего собой механизм растяжения, в качестве которого может быть использован привод любой разрывной машины. Благодаря испальзованию в качестве накопителя энергии упругой энергии растягиваемого нагружающего стержня исключается возникновение в нем изгибных колебаний, что повышает точность испытаний на установке.На фиг, 1 приведена схема установки для динамических испытаний, образцов материалов на сжатие; на фиг, 2 - то же, на растяжение.Установка содержит соосно расположенные нагружающий стержень 1 и стержень-наковальню 2 для крепления между ними образца 3, устройство,для возбуждения волны напряжения в нагружающем стержне 1, выполненное в виде жесткой рамы, образованной параллельно расположенными траверсами 4 и 5 и соединяющими их колоннами 6, и разрывного элемента 7, соединяющего силовоэбудитель 8, представляющий собой механизм растяжения, установленный на траверсе 5 с концом нагружающего стержня 1, Йа другом конце нагружающего стержня 1 выполнейупор 9, спертый на траверсу 4 рамы, Соеди-; нение силовозбудителя 8 с концом нагружающего стержня 1 при помощи разрывного элемента 7 осуществлено с помощью резьбовык захватов 10Установка работает следующим образом.Образец 3 иэ исследуемого материала устанавливается между нагружающим стержнем 1 и стержнем-наковальней 2, Затем производится закрепление разрывного элемента 7 в захватах 10 и 11 силовозбудителя 8 и нагружающего стержня 1, С помощью силовозбудителя 8 через разрывной элемент 7 с концентратором напряжения растягивают нагружающий стержень 1, который запасает при этом упругую энергию. Растяжение нагружающего стержня 1 обеспечивается за счет жесткости устройства для возбужде- ния волны напряжения в нагружающем д Х 77770 Е 7 Г Составитель А. БыковТехред М.Кузьма Корректор Л. Пилипенко Редактор О, Головач Заказ 4301/35 Тираж 897ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 3 1 и 11. В случае испытания образца на растяжение (фиг. 2) нагружающий стержень 1 выполнен полым, а стержень-наковальня 2 расположен внутри нагружающего стержня 1, Регистрация подающей, прошедшей и отраженной волн напряжения осуществляется тензопреобразователями (не показаны),65935 4стержне 1, выполненного в виде рамы с параллельно расположенными траверсами 4 и 5 и соединяющими их колоннами 6, а также благодаря наличию на конце нагружающего стержняупора 9, опертого на траверсу 4.При разрушении разрывного элемента 7 Ь нагружающем стержне 1 возникает плоская волна сжатия, которая, достигнув противоположного конца нагружающего стержня 1, нагружает образец динамической нагрузкой эа счет инерционности стержня-наковальни 2. Параметры импульса нагружения регистрируются с помощью тензопреобразователей, наклеенных на нагружающий стержень 1 и стержень-наковальню 2.Использование изобретения позволяет проводить динамические испытания образцов материалов, используя сравнительно простые механизмы нагружения, например стандартные разрывные машины, и отстроиться от помех , вызванных изгибными колебаниями нагружающего стержня.