Образец для испытания материалов ударным сжатием

Союз Соеетскик Социалистических РЕСПУбЛИКГосударственный комитет СССР по делам изобретений н открытийДата опубликования описания 200780(54) ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ УДАРНЫМ СЖАТИЕМ1Из обретение относится к области испытаний материалов, а именно к образцам для испытаний материалов ударным сжатием, создаваеьим косой ударной волной. 5Известен образец для испытания материалов ударным сжатием, выполненный цилиндрическим, ступенчатой форж, имеющий два цилиндрических участка разного диаметра с плоскими тор цами и плоской ступенькой между цилиндрическими участками, параллельной торцам Щ ,Большой торец служит нагружаемой поверхностью, через которую вводится 15 в образец плоская ударная волна, В опыте регистрируется форма движущегоая меньшего торца образца, Затем расчетным путем определяют скорость звуа в ударносжатом материале образца, 20Недостатками образца являются большая погрешность определения скорости звука и ограниченный диапазон условий ударного сжатия, в котором возможно использование этого образ ца,.Наиболее близким по техническому существу к изобретению является образец для испытания материалов удар" ным сжатием, создаваеиюм косой удар ной волной, выполненный в виде паке.та пластин из испытуемого материалаЫ.На одной иэ поверхностей образцаразмещен заряд в зрывчатого веществ а,При взрыве листового заряда в пакетидет косая ударная волна, Под воздействием этой волны каждый слой пов орачив аетс я на определенный угол,Величина угла зависит от толщиныслоя и от интенсивности ударной волны, Регистрируют углы поворота всехслоев и затем расчетным путем устанавливают распределение массовойскоростиматериала за фронтом ударной волны,Недостатком такой конструкции образца является малый объем получаемой в одном опыте информации, поскольку неизвестно изменение массовойи волновой скоростей по мере продвижения волны по пакету, Это увеличивает объем испытаний.Целью изобретения является уменьшение объема испытаний за счет получаемого в одном опыте количества информации о параметрах состояния материала,Это достигается тем, что краяпластин с одной стороны пакета смещеиы друг относительно друга по егодлине в одном нацравлении, образуяступени, каждая пластина выполненадвухслойной, при этом-,толщина слоя,обращенного при испытаниях к источнику ударной волны, превышает в 20150 раз толщину второго слоя, которая выбрана в пределах 0,1-0,3 мм,На Фиг. 1 изображен описываемыйобразец; на фиг, 2 - схема испытания образца; на фиг, 3 - регистрируемая картина состояния образца привоздействии на него косой ударнойволны .Образец выполнен в виде пакетапластин 1 из испытуемого материала,края пластин 1 с одной стороны пакета смещены друг относительно другапо его длине в одном .направлении,образуя ступени 2,каждая пластина 1выполнена двухслойной, при этом толщина слоя 3, обращенного при испытаниях к источнику 4 ударной волны, превышает в 20-150 раэ толщину второгослоя 5, которая выбрана в пределах0,1-0,3 мм,Испытание образца осуществляетсяследующим образом,Образец вместе с листовым зарядомвзрывчатого вещества, используемым икачестве источника 4 ударной волны,располагают между импульсным источником б проникающего излучения и регист-ратором 7, При этом ось импульсногоисточника б проникающего излучениянаправлена вдоль длины степеней 2перпендикулярно направлению д распространения детонации по листовому заряду взрывчатого вещества, Инициирование листового заряда взрывчатоговещества производится со стороны наименьшей толщины образца с помощьюинициатора 8 по линии, параллельнойоси импульсного источника б проникающе:.о излучения, В качестве источникаб может быть использована, например,импульсная рентгеновская трубка, а вкачестве регистратора 7 - рентгеновска пленка с усиливающим экраном,Образец позволяет при одном испытании зафиксировать угол Ф поворотакаждого слоя 5 под воздействием косой ударной волны, профиль у фронтакосой ударной волны в образце. Ось унаправлена навстречу направлению йраспространения детонации, а ось хнаправлена. перпендикулярно оси у,Вдоль оси х отсчитывается толщина образца,По измеренным углам Ф поворотакаждого слоя 5 рассчитывается величинаа массов ой скорости матери ала воФронте ударной волны ц, соответствующая определенной коордийате х по толшине образца: Ц=2 Кф 0,где О - скорость распространения де тонацйи по заряду взрывчатого вещества.Профиль Ч. фронта ударной волны аппроксимируем з ависимостью) =ау(2)где а и в - коэффициенты, получаемые путем обработки рея тгеновс койпленки,В таком случае зависимость скорости ударной волны 0 от текущего значения х толщины образца получаем в следующем виде:1/2) оЗ)Ь(Х) (3)12Иэ рассмотрения картины затуханияударной волны по мере ее распространения по материалу можно получитьформулу для скорости звука С в ударно-сжат ом матери але;С:22-С -О, (4)где - С - скорость звука в несжатомматериале, в начальном состоянии,По известным законам сохранениямассы, импульса и энергии на фронтеударной волны по измеренным значениям волновой скорости П и соответст -вующей ей массовой скорости ц определ яе м пар амет ры, х ар ак т ери з ующи е материал в состояниИ ударного сжатия:давление Р =у цП,сжатие 0 =Я/Яо =ЭЭ-О)внутреннюю энергиюЕ=Е .1 Р --- )о 2 Я Ягде О - плотность несжатого материалолаУ - плотность сжатого материала;внутренняя энергия несжатогооматериала,Таким образом экспериментально полученных значений углов й поворотаслоев 5 и профиля ц фронта ударнойволны достаточно, чтобы на фронтеударной волны в любой точке х по толщине образца определить параметрыударно-сжатого материала: волновую Ои массовую ц скорости, давление Р,сжатие б, внутреннюю энергию Е, скорость звука С, И весь этот объем информации получается по результатамодного опыта, тогда как для определения каждого из этих параметров обыч,но проводят серию опытов,Формул а и з о бр ет ен и яОбразец для испытания материалов ударным сжатием, создаваемям косой ударной волной, выполненный в виде пакета пластин иэ испытуемого материала, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью уменьшения объема испытаний за счет увеличения получаемого в одном опыте колччества информации о параметрах состояния материала, краяпластин с одной стороны пакета смещены друг относительно друга по его дли748172 Составитель В, МешковскийТехред М, Кузьма Шарсти ре кто Мозжечков едак Подписное 3/28 Тираж 1019 НИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская на Заказ 4 ал ППППатент 1 ф, г, Ужгород, Ул, Проектна не в одном направлении, образуя ступени, каждая пластина выполненадвухслойной, при этом толщина слоя,обращенного при испытаниях к источнику ударной волны, превышает в 20150 раз толщину второго слоя, которая выбрана в пределах 0,1-0,3 мм,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1, Зельдович Я, Би Райзер Ю, П, Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений.М., Наука, 1966, с. 581-582,2. Злыгостева Г, В, и др, Параметры неодномерных ударных волн в алюминии. Прикладная механика и техническая Физика, 1971, М 4, с, 148-152 (прототип).