Установка для испытаний материалов на ударное сжатие

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл.з 6 01 й 330 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В.В.Астанин и Г.В.Степанов Институт проблем прочности АН Украинской ССР(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ НА УДАРНОЕ СЖАТИЕ1Изобретение относится к испытательной технике, в частности к уста новкам для испытаний на ударное сжатие путем соударения двух тел.Известна установка для испытания образцов на ударное сжатие, содержащая станину с направляющими штангами установленный на станине механизм для подъема груза, спусковой механизм, стол для крепления образца, кассету с набором грузов и установленный на кассете ударник(11 . Недостатком этой установки является то, что она не позволяет осуществлять удары по образцу с большими скоростями.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является установка для испытаний материалов на ударное сжатие, содержащая ствол,. ударник, размещенный в стволе, соединеную со стволом камеру сжатого газа для разгона ударника, и включающий опорный и прижимной Фланцы узел крепеления образца, расположенный на конце ствола (21 . Ударник разгоняется сжатым воздухом по стволу и при вылете из него ударяет по исследуемому образцу,2закрепленному перпендикулярно осиствола, в результате чего в материале образца возникает объемноенапряженное состояние с одноооной 5 деформацией. Недостатком этой установки является то, что она не позволяет получить при испытаниях вматериале образца двухосную деформацию.10Целью изобретения является расширение создаваемых типов деформированного состояния материала.Цель достигается тем, что узелкрепления образца установлен с возможностью поворота в плоскости, параллельной оси ствола. В предложенной установке опорный Фланец можетбыть прикреплен к концу ствола содной стороны посредством шарнира, а 20 с диаметрально противоположной -посредством регулируемой опоры, выполненной в виде шпильки с полусферическими гайкамиНа фиг. 1 схематически изображена 25 описываемая установка; на Фиг. 2узел крепления образца; на фиг. 3 "процесс образования косой ударнойволны.Установка содержит ствол 1, пред ставляющий собой толстостенную тру,20 25 30 35 40 45 50 бу, укрепленную с помощью опор 2 на станине 3. Ствол 1 соединен с помощью переходного Фланца с камерой 4 сжатого газа, представляющей собой толстостенный цилиндр, в передней части которой (на чертеже не показано) имеется специальная матрица для установки диафрагмы 5, разделяющей ствол 1 и камеру 4.На конце ствола 1 установлен фланец б, к которому крепится узел крепления образца, состоящий иэ опорного фланца 7, представляющегой собой- плоскую плиту с центральным отверстием 8 и прижимного фланца 9, которым исследуемый образец 10 прижимается с помощью шпилек 11 и гаек 12 через резиновые амортизаторы: (на чертеже не показаны) к опорному фланцу 7. Одним краем опорный фланец соединен с Фланцем б посредством шарнира 13, представляющего собой ось, закрепленную в проушинах, приваренных к Фланцу б и опорному Фланцу 7. На противоположном крае в опорном фланце 7 сделан паз, благодаря которому Фланец 7 может перемещаться вдоль шпильки 14, закрепленной с помощью гаек 15 на Фланце б, и Фиксироваться полусферическими гайками 16 при заданном угле В стволе 1 установлен ударник 17, выполненный в виде стакана.Установка работает следующим образом.Сжатый газ (воздух, водород, гелий) поступает из баллона (на чертеже не показан) в камеру 4, и .при достижении в ней давления, необходимого для прорыва диафрагмы 5, последняя прорывается. После прорыва диафрагмы 5 ударник 17, находящийся перед опытом непосредственно за диафрагмой 5 (на чертеже показано пунктиром), разгоняется газом по стволу 1 и при вылете из него ударяет пообразцу 10, установленному под заданным углом о 6 соударения.При этом в результате их деформирования возникает область контакта поверхности ударника 17 и образца 10 .слева от некоторой точки А (см. Фиг.3). Граница области контакта в процессе соударения перемещается вправо со скоростью, определяемой скоростью удара Уо и углом у, В результате по материалу образца:распространяется косая ударная волна АВ, за фронтом которой материал испытывает деформацию сжатия в двух направлениях Е и 6(деформация вдоль границы контакта А ударника с образцом Я=О), Профиль волны регистрируется с помощью датчиков. Соотношение между деформациями в обоих направлениях определяется величиной угла сС соударения и скоростью ударника Уо .Данная установка позволяет проводить испытания материалов на ударное сжатие как при плоском соударении ударника с образцом, так и при соударении под заданным углом, и существенно расширяет возможность изучения сопротивления материалов деформации в зависимости от типа напряженно-деФормированного состояния. Формула изобретения 4 Установка для испытаний материалов на ударное сжатие, содержащаяствол, удацник, размещенный в стволе, соединенную со стволом камерусжатого газа для разгона ударника,и включающий опорный и прижимнойфланцы, узел крепления образца,расположенный на конце ствола, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью расширения создаваемых типовдеформированного состояния материала, узел крепления образца установлен с возможностью поворота в плоскости, параллельной оси ствола.2.установка по п,1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что опорный фланец содной стороны прикреплен к концуствола посредством шарнира, а сдиаметрально противоположной - посредством регулируемой опоры, выполненной в виде шпильки с полусферическими гайками.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.Авторское свидетельство СССРМ 145049, кл. 6 01 М 3/30, 1961.2,Астанин В.В. Степанов Г.В.Пневмопороховой копер для исследования поведения конструкционных материалов в плоской волне нагруэки. -Проблемы прочности, 1973, Р 12,с. 107 (прототип)..4/ оектная,4 иал ППП"Патент", г.ужгород,Заказ б 27 6 Тираж 019 Подписи ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,