Способ испытаний объектов на ударную нагрузку

сОюз сОВетскиСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 1 М 7 тельяется учше- писыорон авлиело 4 вопоб 1715 Ф Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРМ 777632, кл. 6 01 М 7/08, 1976.Авторское свидетельство СССРМ 1714408, кл, 6 01 М 7/08, 1990.(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ ОБЬЕКТОУДАРНУЮ НАГРУЗ КУ(57) Изобретение относится к испытаной технике. Целью изобретения явлуменьшение материалоемкости и улние условий эксплуатации. Согласно оваемому способу, в открытый с двух стствол 2 пневматического стенда устанвают поршень-боек 3 и инерционное тв виде поршня, разгоняют их в проти ложные стороны за счет подачи давления в полость между ними и нагружают испытуемый.объект 6, установленный на поршне 5, путем передачи ему кинетической энергии поршня-бойка 3. Для исключения передачи усилия отдачи на основание 1 время вылета тела 4 из ствола 2 должно совпадать с моментом достижения поршнем-бойком 3 окон 13 для сброса газа, Цель изобретения достигается за счет уменьшения массы тела 4, Для обеспечения выполнения упомянутого условия недостаток массы тела 4 компенсируют действием на него силы, синхронизированной с движением поршня-бойка 3 и действующей в направлении, противоположном перемещению тела 4. Компенсиоующая сила может быть создана с помощью реактивной тяги. 1 э.п. ф-лы, 1 ил, 1777019выбраны незначительными, Стенд не имеет 40 45 Изобретение относится к области испытательной техники, а именно, к способам испытания обьектав на воздействие ударных нагрузи, реализуемых в пневматических ударных стендах,Известны способы испытаний объектов на воздействие ударных нагрузок, реализуемые при испытаниях в .пневматических ударных стендах.Известен пневматический стенд (а,с. В 777532), садермсащий ствол, установленные в нем две массы-поршня с воэможностью поступательнога движения в противоположных направлениях, подключенный к стволу на участке между массами исто 1 ик давления. Одна из масс служит для ус 11 навки испытуемого обьекта, Масси соединены между собой гибкой связью, При подаче сжатого газа в полость ствола между массами, последние под действием силы давления сжатого газа раз гоняетсв противоположных направлениях. Ствол открыт с обеих сторон.В момент полного распрямления гиб-. кой связи происходит резкое торможение масс, при катаром осуществляется преобразование кинетической энергии поршня в ударный импульс,В этом стенде реализован способ испытаний объектов ка ударную нагрузку, в котором реакция разгона поршня с объектом компенсируется за счет движения в стволе второй массы в противоположном направлении, Сила реакции разгона поршня с испытуемым объектом практически не передается на конструкцио (основание) стенда, поскольку связь разгоняемых масс с основанием стенда осуществляется только за счет сил трения, которые могут быть силовога Фундамента и практически не перемещается относительно площадки, на которой он момсет быть свободно установлен.Недостатки известного способа заключаются в том, что ега использование в пневматических ударных стендах приводит. К увеличению их длины и к увеличению расходуемой энергии сжатого газа, поскольку аба поршня разгоняются до одинаковой скорости и массы их соизмеримы.Известно устройство для ударных испытаний изделий (заявка М 4711158/28, решение о выдаче авторского свидетельства ат 10.90 г.; прототип), содержащее основание, установленный на основании ствол с затвором, размещенный в стволе поршень для закрепления испытуемого изделия, камеру высокого давления, сообщенную через быстродействующий клапан с предпаршневой полостью ствола, дополнительный пар 5 10 15 20 25 30 35 шень, размещенный в предпоршневой полости ствола, и ловушку поршня с испытуемым изделием, В конце участка разгона дополнительного поршня выполнены окна для сброса газа. Затвор ствола выполнен в виде поршня.Недостаток описанного устройства для ударных испытаний заключается в его значительной материалоемкасти и эксплуатации, который проявляется при увеличении массы и габаритов испытуемого изделия.Целью изобретения является уменьшение материалоемкости и улучшение эксплуатации пневматических ударных стендов.Поставленная цель достигается за счет того, что в способе испытаний обьектов на ударную нагрузку, согласно которому устанавливают в открытый с двух сторон ствол пневматического стенда поршень-боек и инерционное тело в виде поршня, разгоняют поршень-боек и инерционное тело в противоположных направлениях за счет подачи давления в полость между ними и нагружают испытуемый объект ударной нагрузкой путем передачи ему кинетической энергии разогнанного поршня-байка, .причем параметры инерционного тела выбирают из условия ега вылета из ствола в момент разгона поршня-бойка до требуемой для воспроизведения заданной ударной нагрузки скорости, в этом способе массу инерционного тела задают минимальной, определяемой требованием конструктивной прочности, а недостаощую для выполнения упомянутого условия массу инерционного тела компенсируют действием на него силы, которую прикладывают в противоположном перемещению этого тела направлении, причем действие .силы синхронизируют с движением поршня-бойка, Силу, действующую на инер-. ционное тело, создают с помощью реактивной тяги,На чертеже представлена схема стенда, реализующего пример осуществления способа испытаний обьектав на ударную нагрузку.Стенд содернсит основание 1, установленный на основании открытый с двух сторон ствол 2, размещенные в стволе 2 поршень-боек 3 и инерционное тело 4, выполненное в виде поршня, а также поршень 5 для объекта 6. Стенд содержит камеру высокого давления 7, соединенную каналом 8 через клапан 9 с полостью 10, образованной в стволе 2 между поршнем-бойком 3 и инерционным телом-поршнем 4,В исходном положении поршень 5 фиксирован держателем 11, выполненным в виде, например, разрушающего элемента. установленного о стенке ствола 2. Для за 177701920 25 30 35 40 50 55 тормаживания и остановки поршня 5 после выхода его из ствола 2 предусмотрена ловушка 12. В конце разгона поршня-бойка 3 выполнены окна 13 для сброса газа в атмосферу.Для связи камеры 7 с источником давления (не показан) предусмотрено отверстие 14.В инерционном теле 4 выполнена полость 15, а в крышке 16 выполнено отвер стие 17, герметиэируемое в исходном положении сменной разрушаемой диафраг- . мой 18.Для связи полости 15 с источником давления (не показан) предусмотрено отвер-.1 стие 19. Полость 15 с источником давления может соединяться посредством гибкого шланга-гибкой связи (не показано). В диафрагме 18 могут выполняться радиальные канавки, по которым происходит ее разрушение, Параметры инерционноготела 4 выбирают из условия его вылета из ствола 2 в момент разгона поршня-бойка 3 до требуемой для воспроизведения заданной ударной нагрузки скорости.В направляющем цилиндре 20 с продольным пазом 21 размещена масса 22, в которой со стороны диафрагмы 18 установлен нож 23 для ее вскрытия, лезвие которое выставляется на определенном расстоянии от плоскости диафрагмы 18.Это расстояние определяется временем вскрытия диафрагмы 18 в зависимости от перемещений поршнем 4 и 3.Масса 22 снабжена демпфирующей прокладкой 24 (войлок, резина и т,п,). При необходимости (в случае выхода массы 22 иэ направляющего цилиндра 20) стенд может быть снабжен средствами 25 для торможения этой массы, которые выполнены в виде последовательно размещенных демпферов и масс (аналогично ловушке 12),Стенд работает следующим образом.В ствол 2 устанавливается поршень-боек 3. После этого в ствол 2 устанавливается 4 поршень 5 и испытуемым объектом 6, Затем с противоположной стороны в ствол 2 устанавливается инерционное тело-поршень 4, полость 15 которого предварительно герме- тизируется диафрагмой 18, В направляющем цилиндре 20 устанавливается масса 22 с ножом 23, лезвие которого выставляется на определенном (расчетном) расстоянии от плоскости диафрагмы 18. На массе 22 предварительно размещается также демпфирующая прокладка 24. Положение поршня 5 фиксируется держателем 11. От источника давления через отверстие 14 сжатый газ (воздух) подается в камеру 7. Затем отверстие 14 перекрывается. От источника давления сжатый газ (воздух) заполняет через отверстие 19 полость 15 в инерционном теле 4, Затем отверстие 19 перекрывается. (Возможно постоянное сообщение источникадавления с полостью 15 с помощью гибкой связи, осуществляемой через паз 21 в цилиндре 20).В этом состоянии стенд подготовлендля проведения испытания объектаПри срабатывании клапана 9 сжатыйвоздух из камеры 7 по каналу 8 поступает в межпоршневую полость 10 ствола 2. Давление воздуха в ней увеличивается. При достижении силы давления воздуха в полости 10 на поршень 3, достаточной для преодолениясилы трения покоя этого поршня, последний начинает, ускоряясь, перемещаться в стволе 2 в направлении окон 13. При этом инерционное тело-поршень 4 перемещается в стволе 2 в противоположном разгоняемому поршню-бойку 3 направлении, уменьшая действие силы реакции на конструкцию стенда, возникающую при разгоне поршня 3,Скорость поршня 3 увеличивается, Образующийся впереди поршня 3 уплотненный воздух сбрасывается через окна 13, Поршень 5 при движении поршня 3 на участке ствола 2 до прохождения им окон 13 остается неподвижным, так как он зафиксирован держателем 11. В момент прохождения окон 13 поршень-боек 3 приобретает максимальную скорость, После прохождения поршнем 3 окон 13 он начинает сжимать воздух в части ствола 2, образованной поршнем 3 и поршнем 5 (в исходном состоянии воздух в стволе 2 находится под атмосферным давлением).При превышении силы давления воздуха на поршень 5 некоторой величины держатель 11 разрушается и поршень 5освобождается. При дальнейшем движении поршня 3 давление воздуха на поршень 5 увеличивается и достигает максимальнойвеличины в момент максимального сближения поршней 3 и 5,В этот момент времени формируется пиковое значение ударного ускорения, действующего на объект б. После того, как между поршнями 3 и 5 произойдет обмен энергиями, поршень 5 приобретает максимальную скорость, После выхода из ствола 2 поршень 5 затормаживается ловушкой 12 при допустимом для объекта б уровне тормозного ускорения. Ловушка 12 выполнена, например, в виде свободно размещенных в направляющих демпферов и масс.Инерционное тело-поршень 4, перемещаясь в направлении массы 22, приобретает определенную скорость. Нож 23,1777019 Формула изобретения Составитель В,СтепановТехреду 1, Моргентал Корректор Н,Ревская Редактор О,Стенина Заказ 4117 Тираж ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издателыский комбинат Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 установла;Ный на;ассе 2, Взаимодействуя с мембрг 5 ь 50 й 1 С, раЗру 11:.-Вт последнкио, Открывая отверсп 58 17 оп:, Ял:,Нов отвеостие 17 может бьт. Выг а О в В.5 де сопла), Сжатый газ воздух) 1 ст екает из полости 15 через отверстие 17 в атмосч 5 еру. При этом на тело 4 Действу 81 о;Вк-.ивна 5 сила, противодействуя перемеВни 0 этого тела, что экВивал 8 нтно увеличению массы инерционнОГО тела 4,Для уменьшения силы ко 5 пак 5 ного взаимодеЙствия тела 4 и, массы 22, послед Яя снабжена Демпфиру 50 ще й г реклам кой 24В случае, если в о;ы 1.;. - ",;5 условия, при которых после завар 8 и.:ла нагружения объекта 6 теи 4 и.: л г Выйдут за пределы цили 5 дОа:.О, 05 и улав- ливан)тся тормозом 25.Величина реактивной силь и эаксч 88 ИЗМЕНВНИЯ Во ВР 8 МВВФИ ОПР,ОУЛЯКТ г Я лавлением Газа воздуха) В пОлОсти5, роходным сечением огверстия 17 и объемом полости 15.Таким Образом, за счет того, чгго в рассматриваемом способе массу инерционного тела компенсируют действием на него силы, котору 50 прикладыва 50 т В прот 5 ВОГ 50" ложном перемещению этого тела направлении, причем действие силы синхронизируОт с Двюкением гОршы 5 ч-бойка, ДостиГаОт уменьшения матеЗиалОемкости и улучш 8- ние эксплуатации пневматических ударных стендов. 1. Способ испытаний обьектов на ударную нагрузку, согласно которому устанавли ваОт в открытый с двух сорон сволпневматического стенда поршень-боек и инерционное тело в виде поршня, разгоняют поршень-боек и инерционное тело в противоположных направлениях за счет подачи 10 давления в полость между ними и нагружаот испытуемый обьект ударной нагрузкой путем передачи ему кинетической энергии разогнанного поршня-бойка, причем параметры инерционного 1 ела выбираот из ус ловил его вылета из ствола в момент разгонапоршня-бойка до требуемой для воспроизведения заданной ударной нагрузки скорости, о т л и ч а 50 ьц и й с я тем, что, с целью уменьшения материалоемкости и улучше ния условий эксплуатации, массу инерцион НОГО тела зада От ми г 5 имэл ьнОЙ,определяемой требованием конструктивной прочности, а недостаощуо для выполн 85 и Б упОм 5 нутОГО условия массу 25 ине 5;,555 О.а тела компенсируют действием на;его гилы, которую прикладывают В проти 150 п 05 ажОм персмещению этого тела НаггРВВЛЕНИИ, ПРИЧЕМ ДЕйСтВИЕ СИЛЫ СИНХ- ронизирую 1 с движением поршня-бойка, ЗО 2, Способ по и, 1, о т л и ч а 5 о щ и й с ятем, что силу, действующую на инерционное тело, создают с помощью реактивной тяГи.