Установка для высокоскоростныхиспытаний материалов ha растяжение

те г Союз Советски кСоцмалнстнчеснннРеспублнн ОП ИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ(23) Приоритет Гооударстеенный комитет СССРно делам изобретений и открытийОпубликовано 15.01.81. Бюллетень Эй 2 Дата опубликования описания 17,01,81( 2) Авторы изобретения А. П, Ваценко и Г, В. Степанов Институт проблем прочности АН Украинской ССР(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ НА РАСТЯЖЕНИЕ1Изобретение относится к определению прочностных свойств материалов, а именно к установкам для высокоскоростных испытаний конструкционных материалов на растяжение.Известна установка для высокоскоростных испытаний материалов на растяжение, содержащая ударник, разгоняемый по стволу сжатым газом и воспринимающий удар реверсор, в котором зак реплен образец 11 .Использование для нагружения образца сложного и громоздкого реверсора, забирающего для своего разгона значительную часть кинематической15 энергии ударника и тем самым уменьшающего скорость растяжения образца, вследствие большого времени разгона его до заданной скорости, в течение которого образец деформируется с возрастающей скоростью снижает точность результатов испытаний.Наиболее близкой к изобретению по- технической сущности является установка для высокоскоростных испытаний материалов на растяжение, содержащая ствол, размещенный в неМ кольцевой ударник, средства разгона ударника, установленный на оси ствола стержень, один конец которого закреплен в стволе, а другой служит для крепления головки образца, и наковальню, закрепленную на свободной головке образца 2 1 .Скорость растяжения образца в этом случае определяется скоростью движения наковальни, навинчиваемой на подвижную (свободную) головку образца. При ударе по наковальне ударником ее цент- ральная часть вместе с головкой образца вследствие инерции ускоряется до скорости движения ударника за конечное время, и, следовательно, в течение этого времени образец деформируется с возрастающей скоростью. Экспериментально установлено, что при ударе кольцевым ударником с размерами наружного и внутреннего диаметров соответст-. венно 80 и 35 мм по наковальне диа7967 3метром 80 и толщиной 20 мм со скоростью 200 м/с, скорость растяжения стального образца с диаметром и алиной рабочей части соответственно 4 и 10 мм возрастает до скорости бойка в течение 15 - 20 мкс. К этому времени относительное удлинение образца составляет около 20%. В связи с тем, что при относительном удлинении образца, равном 0,2%, скорость растяжения на порядок ниже скорости ударника, определение предела текучести, соответствующего скорости растяжения образца 200 мыс, на известной установке невозможно. Таким образом, поскольку сохранение в процессе испытания постоянной скорости растяжения образца является основным условием получения точных и сопоставимых данных, изменение скорос ти растяжения в процессе упругопластического деформирования образца, имеющее место на известной установке, снижает точность результатов испытаний.Цель изобретения - повышение точности испытаний путем сокращения времени разгона подвижной головки образца до скорости движения ударника,Поставленная цель достигается тем, что установка снабжена свободно установлеьной на конце стержня промежуточо ной наковальней с центральным отверстием, диаметр которого соответствует диаметру отверстия первой наковальниНа чертеже изображена схема установки.35Установка содержит ствол 1, кольцевой ударник 2, стержень 3, установленный по оси ствола. К конщ стержня 3 резьбовым соединением крепится образец 4, на цинамометрической части которого наклеены тензорезисторы 5 с наковальней 6. На конце стержня 3 свободно установлена промежуточная наковальня 7 с центральным отверстием 8 диаметр которого соответствует диаметру45 отверстия 9 наковальни 6, Кроме того, в установке имеются не изображенные на чертеже средства разгона ударника 2.Установка работает следующим образом.30Ударник 2 с помощью сжатого газа разгоняется по стволу 1 до заданной скорости Ч и наносит удар по периферийной части промежуточной наковальни 7. Последняя, в свою очередь, наносит удар по наковальне 6, движение которой вместе с головкой образца 4 вызывает его цеформирование и разрушение, За время прохождения пути до соударения с наковаль 18 Фней 6 центральная часть промежуточнойнаковальни 7, увлекаемая ее периферийной частью, разгоняется цо скоростиударника 2. Поскольку диаметр центрального отверстия промежуточной наковальни7 незначительно превышает диаметрголовки образца 4, то промежуточнаянаковальня 7 наносит удар практическипо всей поверхности наковальни 6,сообщая сразу всему объему материалаэтой наковальни, а следовательно, иголовке связанного с ней образца 4,скорость ударника 2. В результате сво -цится к минимуму время разгона подвиж -ной головки образца 4 до скорости движения ударника 2, что позволяет припровецении высокоскоростных испытанийобеспечить практически постоянную скорость растяжения образца в течение всего процесса его деформирования и, следовательно, экспериментально определить характеристики прочности (пределтекучески, предел прочности, истинноесопротивление разрыву) и пластичности(относительное удлинение и относительное сужение) испытуемых материалов,соответствующие оцной и той же скорости растяжения образца, что обеспечиваетвысокую точность этих результатов,Таким образом, использование предлагаемой установки позволяет путем сокращения времени разгона подвижной головки образца до скорости движения ударника обеспечить в течение эксперемента постоянную скорость растяжения образца и получить при высокоскоростном нагружении точные результаты механических испытаний материалов. формула изобретения Установка для высокоскоростных испытаний материалов на растяжение, содержащая.ствол, размещенный в нем кольцевой ударник, средства разгона ударника, установленный на 1 оси ствола стержень, один конец которого закреплен в стволе, а другой служит Ъля крепления головки образца, и наковальню, закрепленную на свободной головке образца, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения точности испытаний путем сокрашения времени разгона подвижной головки образцацо скорости движения ударника, она снабжена свободно установленной на конце796718 61. Носкин А. В. Испытание металловна высокоскоростном универсальномкопре. - "Заводская лаборатория, 3952Мц 8 с. 989-994з 2. Авторское свидетельство СССРМ 214856, кл. 801 М 3/30, 1966. оставитель В. Шехтерехред,Н. Бабурка Корректор Т, Решет тор Л. Пчели ака ираж 918твенного комний и открьЖ, Рауш сно СР д. 4/ илиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул. Проектная стержня промежуточной наковальней с,центральным отверстием, диаметр которого соответствует диаметру отверстияпервой наковальни,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 76 1/60ВНИЙПИ Государс по делам изобрет 113035, Москва,Подитета Сийкая наб