Устройство для исследования динамических прочностных свойств материалов

О П И С А Н И Е 1)85543 ОИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет -Опубликовано 15.08.81. Бюллетень30Дата опубликования описания 17.08.81 по делам яэвбретеняй и втярмтий. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВИзобретение относится к нспытательнон технике, в частностн к устройствам для нсследования динамических свойств матерна- . лов на кольцевых образцах с помощью взрывного нагруження.Известно устройство, состоящее нз массивного полого стального шара н помещен ного внутри него заряда взрывчатого вещества (ВВ), нннцннруемого в центре. Коль цо кз исследуемого материала плотно наса жено на стальнойв шар. Прн детонации ВВ ударная волна сжатия подходит к кольцу н отражается от его наружной поверхности в виде волны разряжения, прн .этом кольцо отделяется от шара н продолжает расшнряться 11.Это устройство обладает недостатками, связанными со взрывом ВВ в замкнутом объеме, а именно в определенных условиях возможен догон исследуемого кольцевого образца стальным шаром нлн его осколками вследствие его разгона повторными ударными волнами нлн разрушения.Наиболее близким по технической сущ 20 ности к нзобретению является устройство ля нсследовання дннамнческнх прочностых свойств материалов на кольцевых образцах, содержащее сердечник в виде трубы, предназначенный для размещения на его внешней поверхности испытуемого кольцевого образца н заряд взрывчатого вещества, геометрический центр которого совмещен с геометрическим центром сердечника. При этом вся внутренняя полость сердечника заполнена ВВ 2.Недостатком этого устройства является то, что возможности его использования ограннчены соотношениями акустических жесткостей исследуемого образца н сердечника.Кроме того, это устройство не может ебеспечнть больших начальных скоростей образца без разрушения сердечника. Вследствне этого процесс регистрации по длнтельности ограничен моментом разрушения сердечника, что снижает точность измерения характернстнк материала.Цель изобретения - расщнренне днапазона воспронзводнмых нагрузок н повышенне точности измерения характеристик матеркала образца.Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено ударником в виде трубы, установленным с зазором внутри сердечника коакснально ему, н протнвоотколь.ным экраном, насаженным плотцо на свободную от образца вцешшою поверхность сердечника, а заряд взрывчатого вещества выполцен сферическим с точкой инициирования в центре сферы и размещен с зазором по отцошецикг к ударнику, причем толщииа стенки сердечника больце толщины стенки ударника в 2 -- 4 раза.При проведении испытаний со скоростями соуддгения 50 300 мс, зазор между ударником и сердечником может составлять 1 5% радиуса ударника, а цри проведении испытаний со скоростями соуддрецця 300 1000 м/с зазор мсгкду ударником ц сердечником может составлять 515% радиуса ударника.На чертеже изображено предлдгаемое устройство,Устройство содержит ударник 1 в вцдс трубы, размещенный внутри сердечника , выполненного тдкгке в виде трубы, коаксиальцо с ним с зазором мегкду ними,Для предотвращения отколыцгго разрушения сердечника 2 цд него без зазора насажен противооткольцый экран 3, Сферический заряд 4 размещен в центре устройства. На трубу сердечника насажен без зазора кольцевой образец, 5 цз исследуемого материала.Устройство работает следующим образом После взрыва заряда ВВ продукты взрыва разгоняют ударцик 1, который затем соударяется с сердечником 2 в области расположения образца 5. Госле выг;ода ударной волны (реализующейся после столкновения ударника 1 и сердечника 2) на свободную внешшою поверхность исследуемого образца 5 он приобретает начальную скорость ц начинает расширяться по инерции, испытывая торможение зд счет сцл сопротивления материала, Регистрируя ва времени процесс расширения кольца, последующей обработкой получают динамические зависимости 6 -- Е между цдцрягкецием и деформацией, Для предотвращения догоца отлетающего образца 5 сердечникой 2 оптимальная толщина сердечника выбирается равной 2 - 4 толщцнам стенки ударцика, а для обеспечения сохранности устройства в течение необходимого времени регистрации минимальная высота сборки должна быть равна двум ее диаметрам.Величина зазора между ударником 1 и сердечником 2 выбрана такой, чтобы к моменту цх соудареция скорость соуддреция была близка к максилдльной для выбранных размеров ударника 1 заряда ВВ. Выполнение этого условия обеспечивает наибольший коэффициент отбора энергии от зд 1)яда к моменту соударецця, вследствие чего искл 1 очается заметный повторный разгон, ударника 1 и сердечника 2 и догон образца 5 сердечником 2.Толщина стенки ударника 1 выбранаиз условия равенства толщины исследуемого 5 образца 5 и толщины ударника 1 в моментего соудареция с сердечником 2.Устройство позволяет получать динамические зависимости напряжение - деформация в цшроком диапазоне материалов 10и их деформации при существенно меньших количествах ВВ по сравнению с аналогичными устройствами, упрощает опыты за счет отсутствия осколков высокой энергии и не цдклддывает ограничений по диапазону исследуемых материалов в зависимости от соотцоцеция акустических жесткостей кольца и сердечника за счет подбора соотношений тодшицы стенок ударника, сердечника и кольцевого образца.,гОФормула изобретения1. Устройство для исследования динамических прочностных свойств материаловна кольцевых образцах, содержащее сердеч.ник в виде трубы, предназначенный дляразмещения на его внедней поверхностииспытуемого кольцевого образца и зарядвзрывчатого вещества, геометрический центркоторого совмещен с геометрическим центром сердечника, отличающееся тем, что,с целью расширения диапазона воспроизводимых нагрузок и повышения точностиизмерений, оцо снабжено ударником в видетрубы, установленным с зазором вн)трисередечника коаксиально ему, и противооткольцым экраном, насаженным плотно на35 свободную от образца внешнюю поверхность сердечника, а заряд взрывчатого вещества выполнен сферическим с точкойинициирования в центре сферы и размещенс зазором по отношению к ударнику, причемтолщина стенки сердечника больше толщины40стенки ударника в 2 - 4 раза.2. Устройство по п, 1, отличающеесятем, что при проведении испытаний со скоростями соударения 50 - 300 м/с зазор между уда рником и сердечником составляет4 з5% радиуса ударника.3, Устройство по п. 1, отличающеесятем, что при проведении испытаний со скоростями соударения 300 - 1000 м/с, зазормежду ударником и сердечником составляет5 - 15% радиуса ударника.5 ьИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Физика горения и взрыва, 1976,1,с, 120.2. Ехрегнпеп 1 а МесЬ, 1969.7 о 9,10,р, 441 (прототип),. Шаыдкая едактоаказ 669 нко ВНИИПИ по д ЗОЭ 5, Мо Филиал ПППСоставитель В. новТехред А. Бойка КорректорТираж 907 Подписноеосударстиенного комитета СССРам изобретений и открытийва, Ж - 3, Раувсквя ивб., д. Ф/батеям, г. Ужгород, ул. Проектная