Установка для испытания материалов на ударное сжатие

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфез СоветскикСоциапистическикРеспублик(51)М, Кл.с присоединением заявки М С 01 И 3/30 3 Ьвударстввивы 1 камитвт СССР йв делам изаеретеиий и втврытий.73(088,8) Дата опубликования описания 23,05.82 К аС.А. Новиков, В.А, Петров и 6.8. Бать ов(5 Й) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА УДАРНОЕ СЖАТИЕИзобретение относится к испытанию материалов при импульсном нагружении, а именно к установкам для испытания материалов на ударное сжатие.Известна установка для испытания материалов на ударное сжатие плоской волной, содержащая баллистический ствол, расположенный в ней боек, выполненный в форме стакана, приспо 10 собление для закрепления испытываемого образца на срезе ствола, камеру сжатого воздуха, соединенную с баллистическим стволом 1.1.Недостатком данной установки является то, что она не обеспечивает возможность использования в качествематериала бойков, пластичных или, наоборот, хрупких материалов малой толщины. 20Кроме того, на участке разгона бойка происходит некоторый прогиб его дна, что приводит к получению недостоверных результатов испытания.,Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является установка для испытания материалов на ударное сжатие, содержащая балли стический ствол, расположенный в нем составной снаряд из поршня и контактирующего с его торцом бойка в виде диска, диаметр которого меньше диаметра поршня, приспособление для крепления образца на срезе ствола генератор импульсного давления для разгона снаряда и устройство для торможения снаряда.Устройство для торможения снаряда установлено эа срезом баллистического ствола и выполнено в виде набора пластин фанеры, в центре которых имеется соосное со стволом отверстие диаметром больше, чем диаметр образца, но меньше, чем диаметр снаряда. После соударения снаряд, срезая фанерные листы, тормозится, а образец мягко улавливается в конце устройства для торможения.93 ОО 62 3Свободное контактирование диска с торцом поршня уменьшает реакции связей его при соударении. Импульсное давление непосредственно на диск не действует 21.Недостатком данной установки является то, цто при разгоне снаряда на диск действуют значительные инер. ционные силы, стремящиеся прогнуть его внутрь углубления в торцовой по в верхности поршня. Это не позволяет разгонять диски малых толщин или вы. полненных из материалов, плохо работающих на изгиб, и ограничивает спектр воспроизводимых услових со З ударения.Цель изобретения - расширение вос производимых спектров ударов.Укаэанная цель достигается тем, что в установке для испытания материалов на ударное сжатие, содержащей баллистический ствол, расположенный в нем составной снаряд из поршня и контактирующего с его торцом, бойка в виде диска, диаметр которого меньше диаметра поршня, приспособление для крепления образца на срезе ствола, генератор импульсного давления для разгона снаряда и устройство для торможения снарядаустройство для торможения снаряда размещено в баллистическом стволе и выполнено с возможностью взаимодействия только с поршнем, Устройство для торможения может быть выполнено в виде цилиндрической спирали из33 пластичного материала с внутренним диаметром большим, цем дИаметр диска, и с уменьшающимся по ходу движения снаряда шагом. Для обеспечения40 плоского соударения диска с образцОщ, поршень имеет центральный выступ, диаметр которого равен диаметру диска.На чертеже показана схема предлагаемой установки.43Установка содержит баллистический ствол 1, расположенный в нем составной снаряд из поршня 2 и контактирующего с его торц 9 м бойка в виде диска 3, диаметр которого меньше диа" метра, приспособление 1 для крепления образца 5 на срезе ствола 1, генератор 6 импульсного давления для разгона снаряда, устройство 7 для торможения снаряда, размещенное фф в баллистическомстволе 1 и выполненное с возможностью взаимодействия только с поршнем 24Устройство 7 для торможения выполнено в виде цилиндрической спиралииз пластичного материала с внутренним диаметром большим, чем диаметрдиска, например из отожженной меднойпроволоки. Для обеспечения постоянства величины тормозной перегрузкишаг спирали уменьшается по ходу движения снаряда.На поршне 2 имеется центральныйвыступ 8, диаметр которого равендиаметру диска 3, 8 исходном положении диск 3 контактирует с торцомпоршня 2 и с помощью тонких нитей 9закреплен на стволе 1.Установка работает следующимобразом.Перед испытанием внутренняя полость ствола 1 вакуумируется, Этонеобходимо для того, чтобы перед движущимся снарядом не создавалась воздушная ударная волна, которая можетпреждевременно нагрузить испытываемый образец 5. При срабатываниигенератора 6 импульсного давленияначинается разгон поршня 2 с диском3. При этом нити 9 разрываются, освобождая диск 3. При соударениипоршня 2 с устройством 7 для торможения поршень 2 тормозится, а диск 3по инерции продолжает свободный полет. Устройство 7 для торможения, выполненное в виде цилиндрической спирали, попадает в кольцевой зазормежду выступом 8 поршня 2 и стенкой ствола 1, не взаимодействуя сдиском. 3. После соуДарения диска 3с образцом они мягко улавливаются спомощью специального устройства(не показано),Использование предлагаемой установки позволяет значительно расширитьвозможность по выбору материала диска и его толщины. За счет разделениядиска и поршня и обеспечения передсоударением свободного полета дискаповышается чистота эксперимента.Этогозволяет также повысить скоростьнагружающего диска или уменьшитьдлину баллистического ствола, чтоупрощает изготовление установки,формула изобретения 1. Установка для испытания материалов на ударное сжатие, содержащая баллистический ствол, расположенный в нем составной снаряд из поршня иоставитель А. Колтуновехред 11, Тепер Корректор А. Дзят Редактор Т. Киселе Тираж 883 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва ЖРаушаказ 3453/52 Подписноекомитета СССРи открытийкая наб., д. 4/5 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,5 93,00 контактирующего с его торцом бойка в виде диска, диаметр которого мень. ше диаметра поршня, приспособление для крепления образца на срезе ство" ла, генератор импульсного давления З .для разгона снаряда и устройство для торможения снаряда, о т л и ч а ющ а я с я тем,. что, с целью расширения воспроизводимых спектров ударов, устройство для торможения сна- Ю ряда размещено в баллистическом стволе и выполнено с возможностью взаимодействиятолько с поршнем.2. Установка по п.1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что устройство % для торможения выполнено в виде цилиндрической спирали из пластичного материала с внутренним диаметром, большим диаметра диска.3. Установка по п.2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что цилиндри 62 бческая спираль выполнена с уменьшающимся по ходу движения снаряда ,шагом4. Установка по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что поршень имеет центральный выступ, диаметр которого равен диаметру дис ка. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Степанов Г.8, Упруго"пластическое деформирование материаловпод действием импульсных нагрузок.Киев, "Наукова думка", 1979, с. 170"1,722. Холт; Мокмл. Мягкое улавливание образца с целью исследованиякартины динамического разрушения вэкспериментах с газовой пушкой."