DE1698116C - Verfahren und Vorrichtung zur dynami sehen Materialprüfung - Google Patents

Description

' Die Erfindung betrilFt ein Verfahren und uinu Vorrichtung zur dynamischen Materialprüfung von höchslbeanspruchten Werkstoffen mittelselnorSpronjjstodladung.

Zur Beurteilung der Materialeigenschaften von WerkstolTen sind eine Reihe von Prüfverfahren bekannt, die quantitative Werte bezüglich der Festigkeit, der Dehnungsflihigkeit, der Streckgrenze, der KerbschlagzUhigkeit u. dgl. ergeben. Diesen Prüfverfahren liegen statische PrUfbelastungen zugrunde, mit Ausnahme der Kerbelschlagziihigkoitsprlifung, bei der dynamische Krüfte angewendet werden, allerdings Krüfte verhiiltnisma'ßig geringer Energie.

Diese Prüfverfahren genügen jedoch nicht zur Untersuchung von Werkstoffen, die bei der Bearbeitung in extrem kurzen Zeiten größten Belastungen ausgesetzt werden, wie etwa Werkstoffen, die durch Explosionswelien, Einschalten extremer Magnetfelder oder Entladung von Kondensatorbatterien umgeformt, gehärtet, plattiert oder, als PulverwerkstolT, verpreßt werden, und auch nicht für solche Werkstoffe, die, wie Waffenstähle, zur Herstellung von höchstbelasteten Bauelementen bestimmt sind. Derartige Werkstoffe werden deshalb sogenannten Sprengversuchen unterworfen, bei denen Sprengstoffladungen in beispielsweise rohrförmigen Prüflingen gezündet und durch Verforniungsniessungen deren »Sprengzähigkeit« festgestellt wird. Diese dynamischen Schlagprüfungen mittels SprengstolTludungen verwirklichen auf verhältnismäßig einfache Weise hohe Beanspruchungsgeschwindigkeiten und gestatten die tatsächlichen technischen Bearbeitungsprozesse, beispielsweise das Umformen durch Explosionswellen, im Versuch angenähert nachzuahmen. Die bekannten Sprengprüfungen weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. So müssen, um einen größeren Bereich von Versuchsbedingungen und damit Abhängigkeitskurven der Materialeigenschaften von der Belastungsstärke zu erhalten, eine Vielzahl von Einzelsprengungen durchgeführt werden, was nicht nur aufwendig und zeitraubend ist, sondern vor allem Sprengladungen mit exakt abgestufter Sprengwirkung voraussetzt. Bekanntlich bereitet es aber bereits große Schwierigkeiten, exakt gleiche Prüfladungen zu schaffen, um so schwieriger ist es, Prüfladungen exakt abgestufter Sprengwirkung herzustellen, da die Sprengwirkung sowohl von der Art des verwendeten Sprengstoffs als auch der Sprengstoffmenge und der räumlichen Ausdehnung sowie Gestalt der Priifladung abhängt. Aus diesem Grund ist es mit cli'ii bekannten Sprengprüfimgen kaum möglich, exakte technologische Datenreilien zu erhalten, die, etwa wie bei den herkömmlichen Prüfverfahren, zu Aussagen über die Abhängigkeit der Materialeigenschaften eines Werkstoffes von unterschiedlichen Belastungen führen, so reproduzierbar sind, daß verschiedene Werkstoffe miteinander verglichen werden können und eine Gegenüberstellung mit Ergebnissen anderer Prüfmethoden am gleichen Werkstoff erlauben. Schließlich sind die bekannten Sprengprüfungen auf eine geringe Anzahl von Prüflingsformen, etwa auf rohrförmige Prüflinge, beschränkt, wobei deren Herstellung, beispielsweise durch Ausbohren von gehärteten Stählen, sehr schwierig ist.

Aufgabe der Erfindung ist deshalb ein Verfahren und eine Vorrichtung zur dynamischen Materialprüfung von Baustoffen aller Art mittels Sprengladungen, die einen großen Bereich von Versuchsbcdingungen gewährleisten, exakte und leicht reproduzierbare Ergebnisse liefern und für die Messung einer Vielzuhl von leicht hersiellbiirun Probenformen geeignet sind.

s Nach der Erlindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, das darin besieht, daß mehrere gleiche Prüflinge aus dem zu untersuchenden Werkstoff längs eines SprengstolTstabes mit jeweils derart unterschiedlichem Abstund vom Stab verteilt werden,

to daß beim einseitigen Zünden des Sprengstoffstabes die;Stoßwelle alle Prüflinge gleichzeitig erfaßt.

Eine erfindungsgemUße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist gekennzeichnet durch ein kegelförmiges Gehäuse, in welches ein zylindrischer

is Sprengstoffstab axial eingesetzt ist und das einen derartigen öffnungswinkel besitzt, daß die Gehäuseinnenwand tangential zu der beim Zünden des Sprengstoffslabes entstehenden Stoßwellenfront verläuft, und durch an der Gehäuscinnenwand verteilte

2u Meßstellen, die jeweils aus einer Halterung für einen Prüfling und aus einer vom gehalterten Prüfling abgedeckten Durchbrechung der Gehäusewand bestehen.

Bei der Erlindung werden also mehrere gleiche

ij Prüflinge der ExplosiiMiswelle einer einzigen Sprengladung ausgesetzt. Dadurch, daß die Prüflinge unterschiedliche Entfernungen von der explodierenden Sprengladung hüben, treten an ihnen auch unterschiedliche Belastungen auf, wodurch es möglich ist,

ι« die Abhängigkeit der Eigenschaften eines bestimmten Materials von der Belastungsstärke in einem einzigen Versuch festzustellen. Mit einer einzigen Sprengiladung wercJen jedoch nur dann tatsächlich vergleichbare Ergebnisse an mehreren Prüflingen erhalten,

J5 wenn sichergestellt ist, daß alle Prüflinge in der gleichen Weise und ohne gegenseitige Beeinflussung von der Stoßwelle beaufschlagt werden. Nach der Erfindung ist deshalb durch Verwendung einer stabförmigen Sprengladung und geeigneter Verteilung der Prüfladungen entlang dem Sprengstab dafür Sorge getragen, daß alle Prüflinge gleichzeitig von der Wellenfront der Stoßwelle erfaßt werden, wodurch unkontrollierbare Beeinflussungen durch Reflexionen u. dgl. ausgeschaltet sind. Die Verwendung stabföriniger Sprengladungen ist außerdem deshalb vorteilhaft, da derartige Ladungen noch am leichtesten mit räumlich exakten Abmessungen hergestellt werden können. Dabei ist darauf hinzuweisen, daß die der Einfachheit halber gewählte Bezeichnung »Stab«

5<> langgestreckte Körper der verschiedensten geometrischen Abmessungen umfassen soll, beispielsweise auch Sprengstollbänder und schmale Sprengstoff-Folien.
Die erfindungsgeniäße Vorrichtung ermöglicht nun eine besonders einfache Durchführung dieses Verfahrens, da nach einmaliger Festlegung der Gehäusebemessung, insbesondere lies öffnungswinkels, in Abhängigkeit von ikn verwendeten Sprengladungen die Verfahrensbedingungen für die an der Gehäuse-

ßo innenwand befindlichen Meßstellen stets eingehalten sind. Weiterhin bereitet die Anbringung der Prüflinge an den Meßstcllen keinerlei Schwierigkeiten, und es können durch geeignete Gestaltung der Prüflinge die jeweils interessierenden Meßdaten ermittelt werden, wie nachfolgend im einzelnen noch erläutert werden wird.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, der

Zeichnung und dun Ansprüchen, In der Zeichnung ist mi Hand oiuer AiiHfUlmingsform die Erfindung boi>piclswuisü erllUitert, und zwar zulyun

l·'Ig. I u, Ib, Ic Skizzen zur ßrliluierung des Verfahrens mich der Erfindung,

F i g. 2 üine Vorrichtung mich der Urfindung im Längsschnitt,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung von F i g. 2,

F i g. 4 einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 von F i g. 2,

Fig. 5 cinon Prüfling in Draufsicht,

Fig. 6a und 6b Diagramme von mit der ErIIndung erhaltenen Meßergebnissen und

F i g. 7 eine Darstellung von Prüflingen nach dem Sprengversuch,

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, mehrere gleiche Prüflinge aus dem zu untersuchenden Werkstoff in verschiedenen Abständen von einer Sprengladung anzubringen, um so mit einer einzigen Sprengladung Prüflingen bei verschiedenen Lasten vornehmen zu können. Damit nun die Explosionswelle auf alle Prüflinge gleichzeitig trilTt, wird eine stabförmige Sprengladung verwendet, diese einseitig gezündet und jeder Prüfling an einem Ort angeordnet, der von der Stoßwellenfront der Explosion zum gleichen Zeitpunkt erreicht wird. Dieser Grundgedanke der Erfindung soll nun an Hand der Fig. 1 näher erläutert werden. In Fig. la ist ein zylindrischer Sprengstoff stub 10 einer Länge L in die K-Aehse eines Koordinatensystems gelegt, derart, daß der Stab vom Punkt Y ~ 0 bis zum Punkt Y = L reicht. Wird nun dieser Stab 10 an seinem oberen Ende, also am Ort Y = L, gezündet, so tritt eine Explosions-StoUwellu auf. Nimmt man zunächst vereinfacht an, dall die Züiulgeschwiiuligkeit v_v im Stab 10 konstant und die Ausbreitungsgeschwindigkeit v\. der Explosionswelle ebenfalls konstant und gleich der Schallgeschwindigkeit ist, so ergibt sich eine Wellenfront, wie sie in Fig. Ib für drei verschiedene Zeitpunkte nach Zünden der SprengstolTladung dargestellt ist. Der öffnungswinkel \ der kegelförmigen Wellenfront ist dabei gegeben durch

Dies bedeutet aber, dall alle Prüflinge, die beispielsweise auf dem mit 11 bezeichneten Kegelmantel, welcher einen öffnungswinkel \ besitzt und die Wellenfront tangiert, angeordnet sind, zum gleichen Zeitpunkt von der Stoßwelle erfaßt werden, unabhängig davon, welchen Abstand χ sie jeweils von dem Sprengstab 10 aufweisen. Andererseits aber hängt die Stärke der auf die Prüflinge auftretenden Stoßwelle von der Entfernung χ vom Sprengstab ab, da der Druck P_x eine Funktion der Entfernung χ ist. Wird also beispielsweise eine erste Probe am Punkt /', Cv₁V₁), eine zweite Probe am Punkt P_s (x.,y.,) angeordnet, wobei beide Punkte auf dem Kegelmantel 11 liegen, so werden beide Proben gleichzeitig von der Stoßwelle erfaßt, jedoch mit unterschiedlicher Belastung.

Die obige Annahme, daß die Ausbreitungsgeschwindigkeit V_x konstant sei, stellt nur eine Annäherung dar. Streng genommen ist V_x vom Druck P_x abhängig, der seinerseits, wie erwähnt, mit steigender Entfernung χ abnimmt. Genaue Messungen führen deshalb Ai einer Wellenironi, wie nie in F i g. I c dargestellt ist. Um eine oxakte Gleichzeitigkeit des AuftrelTens dor Stoßwelle iw erreichen, inüßlen also die Prüflinge auf einer gekrümmten KegeWilehe aii|}c-

5 ordnet werden, für die in dor Praxis erforderliche Genauigkeit gunllgt jedoch dur geradlinige Kegelmantel 11, dessen ÖITniingswinkel λ jedoch auf die Druckubhlingigkcit der Ausbroitungsgosehwlndigkeit V_x korrigiert ist.

ι» Nochmals zusammengefaßt besteht also das Erfindungsverfahren darin, mehrere Prüflinge an verschie-

, denen Stellen des Kegelmantels U anzuordnen und auf diese Weise die Prüflinge mittels einer einzigen Sprengladung, gleichzeitig unterschiedlichen BeIa-

>5 stungen auszusetzen. Die Gleichzeitigkeit der Belastung erbringt dabei ikn Vorteil, daß der Einfluß von zwnnglUufig auftretenden Rellexionswellen ausgeschaltet ist.

In den Fig. 2, 3 und 4 ist eine Vorrichtung zur

2» Durchführung des Verfahrens dargestellt. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem trichterförmigen Gehäuse 12, das uas zwei Halbschalen Ivsteht und durch einen ersten als Fuß dienenden Haltering 13« sowie einen zweiten, auf den Trichler-

oberrand aufgelegten und mit Ausnehmungen für Steckzapfen der Trichterhalbschalen versehenen Haltering 13/) zusammengehalten wird. Der Bodenteil des Trichtergehäuses 12 umschließt ein Einsatzrohr 14, in welches der zylindrische Sprengstolfstab

Ju 10 mit seinem unteren Ende eingesteckt ist. Ein auf dem oberen Rand des Trichtergehäuscs 12 aufliegendes Zenlrierkrcuz 15 hält den SprengstolTstab 10 in der axialen Lage. Am freien, aus dem Gehäuse 12 als Anlaufstrecke herausragenden linde des Spreng-

Stabes 10 ist unter Zwischenschalten eines Relais 16 eine Sprengkapsel 17 angebracht, die über Leitungen 18 elektrisch gezündet werden kann. An der Wandung lies Gehäuses 12 sind Meßstellen vorgesehen; in der Zeichnung sind sieben Mcßstellen angedeutet,

»" und /.war in einer derartigen Verteilung, daß die Meßstellen auf einer Spirallinie angeordnet sind. Jede Meßstelle besieht aus einer Waiulausnehinung I¹) mit vertikaler Rückwand, in welcher Gewmdebohnmgen /um Einsetzen von Schrauben vorgesehen sind, sowie einer von der vertikalen Rückwand horizontal nach außen führenden Wanddurchbreehung 20 mit kreisförmigem Querschnitt. In jede Ausnehmung I¹) ist ein Prüfling 21 eingesetzt und mit Schrauben an der Ausnehnningsrückwaiul befestigt, derart, daß der

5" Mittelteil des Prüflings 21 die Durchbrechung 20 überdeckt. Die plattenförmigen Prüllinge 21 sind für Biegeversuche bestimmt und weisen eine Form auf, wie in Fig. 5 dargestellt.

Die innere, kegelige. Mantellläche des Gehäuses 11

ist nach den Grundsätzen gestallet, wie sie an Hand der Fig. 1 erläutert worden sind. Das heißt also, der öffnungswinkel der Gchüuscinncnwniuf ist so bemessen, daß die Gehäuseiniicnwand tangential zu einer beim Zünden des Sprengstabes 10 entstehenden Stoßwelleufront verläuft.

Zur Durchführung des Sprengversuclies wird der Sprengstolfstab 10 über die Leitung 18, die Sprengkapsel 17 und das Relais 16 an seinem oberen linde gezündet, worauf die im Sprengstab nach unten fort-

schreitende Detonation eine Stoßwellenfront erzeugt, welche alle sieben Meßstellen und damit alle sieben Prüflinge 21 gleichzeitig erreicht. Die Prüflinge werden durch die Stoßwelle an ihrem die Durchbieciiun-

gen 20 überbrückenden Mittelteil durchgebogen, wobei die Stärke der Verbicgung um so größer ist, je näher der jeweilige Prüfling dem Sprengstab 10 angenähert ist: In anderen Worten, der oberste, dem Gchüuserand benachbarte Prüfling wird der geringsten, der unterste, dem Gehäuseboden benachbarte Prüfling am stärksten belastet.

Nach erfolgter Sprengung wird der Haltering 13 b abgenommen und das Gehäuse 12 aus dem Haltering 13 α herausgezogen, worauf die einzelnen Prüflinge von den Meßstellen an den beiden, offen liegenden Halbschalen des Gehäuses leicht entnommen werden können. Die Verbiegung der einzelnen Prüflinge wird gemessen, und diese Meßwerte ergeben dann die Abhängigkeit der Biegeeigenschaften des verwendeten Werkstoffes von der Stärke der Explosionsbelaslung.

Bei einem praktischen Versuch zur Feststellung der Biegeeigenschaften wurden sieben Meßstcllen verwendet, und zwar mit folgenden Abständen von der Mittelachse des Gehäuses 12 bzw. des Sprengstabes 10:

Meßstelle Nr.	Miltenabstand χ (mm)
1	125
2	105
3	85
4	66
5	47
6	27
7	20

Unter der vereinfachten Annahme, daß der Druck P_x umgekehrt proportional der Entfernung .r ist, kann also zwischen den Meßstcllen 1 und 7 die dynamische Last um etwa den Faktor 6 geändert werden. Ein größerer Faktor würde lediglich eine größere Abmessung des Gehäuses 12 und eine größere Länge des SprengstofTstabes 10 erfordern. Eine andere Möglichkeit für die Erweiterung des Meßbereiches besteht darin, mehrere Sprengungen verschiedener Stärke vorzunehmen. Da'iei ist zu berücksichtigen, daß bei Verwendung von Sprengstäben beträchtlich unterschiedlicher Abmessung bzw. Verwendung stark voneinander abweichender Sprengstoffe entsprechend angepaßte Trichtergehäuse vorzusehen sind. In der Praxis hat sich gezeigt, daß zur Prüfung fast aller technischen Werkstoffe bei Probenformen gemäß I-ig.5 mit drei verschiedenen Sprengladungen ein genügend großer Meßbereich crzielbar ist.

Der Druck I\ an der inneren Mantelfläche des Trichtcrgchäuscsl2 kann selbstverständlich nicht nur für Biegeversuche, sondern auch für Zug- und Druckversuche sowie für Versuche herangezogen werden, welche das Pulverpressen betreffen. Je nachdem, was geprüft werden soll, müssen an den Meßstellen verschiedene Vorrichtungen angeordnet werden. Auch die Form der Prüflinge kann entsprechend abgewandelt werden. Die in der Zeichnung dargestellten Prüflinge 21 sind, wie erwähnt, für Biegeversuche bestimmt, wobei die Bedingungen beim Explosivumformcn nachgeahmt werden. Bei vorgenommenen Versuchen wurden drei Prüflingsgrößen verwendet, und zwar mit einer effektiven Belaslungsflächc (nicht unterstützte Flüche) von Ift (4-4), 25 (S-S) und 50 (S ■ H)) mm'-'. Die Dicke der Proben betrug in allen drei Fällen 1 mm. iiir die Biegeversuche ist dann die jeweilige Belastung und Ausbiegung mit dem tragenden Querschnitt, für Zugversuche mit der Belaslungsfläche in Beziehung zu setzen. Die plastische Dehnung dagegen kann durch Anbringen von Meßmarken an den Prüflingen oder einfach durch Ausmessen der Durchbiegung bestimmt werden. Als oberste Grenze der plastischen Dehnung kann dabei die halbkreisförmige Durchbiegung eines Prüflings angesehen werden, da bei noch stärkerer Dehnung die Prüflings-ίο form unbestimmt wird und ein Bruch eintritt. Meist erfolgt jedoch bei sehr viel geringeren Dehnungen eine Bruchbildung. Bei allen diesen Versuchen ist jedoch dafür Sorge zu tragen, daß auf den eigentlichen Meßbereich des Prüflings eine möglichst gleichmäßige Belastung ausgeübt wird, alle anderen Stellen des Prüflings dagegen weitgchcndst unbelastet bleiben.

Fig. 6a zeigt als Diagramm die Versuchsergebnisse zur Feststellung der Dehnungsfähigkeit von Tiefziehslahl (St 27). Dabei ist auf der Ordinate der reziproke Wert des Abstandes R der Mcßstellen von der Längsachse des Sprengstabes, auf der A-Achse der Wert der jeweiligen Ausbiegungsgröße der Prüflinge aufgetragen. Es wurden drei Parallelvcrsuche mit gleichen Sprengladungen und Prüflingen durchgeführt. Die Streuung der Meßwerte beträgt dabei ± 1O⁰Ai. Eine Genauigkeit in dieser Größenordnung kann also auch beim Vergleich von unterschiedlichen Werkstoffen bei konstanter Sprengladung angenommen werden. Der Anfangspunkt der Kurve (Schnittpunkt) mit der y-Achse entspricht der Streckgrenze, der Endpunkt (Bruch der Probe) ist dagegen hier nicht erfaßt worden. Für den exakten Absolutwert des Last-Dchnungs-Diagramms, ist es sclbstverständlieh erforderlich, die Beziehung P_x = j (l/R) genau zu wissen. Für viele Fälle genügt aber bereits die Kenntnis des relativen Dchnungsverlaufes. Die zweite KurveB in Fig. 6a entspricht einem Versuch mit stärkerer Sprengladung, die, wie erwartet, zu höhercn Dehnungsbeträgen führt. Um den gleichen Lastmaßstab zu erhalten, muß der Maßstab der y-Achse entsprechend verändert werden. Es hat sich gezeigt, daß die Dehnungswerte bei kleineren Drücken sehr gut, bei größeren Drücken immer noch befriedigend übereinstimmen. Es können also unter bestimmten Bedingungen auch Ergebnisse, die mit verschiedenen Sprengladungen erhalten wurden, miteinander verglichen werden.

In Fi g. 6 b sind die Ergebnisse einer weiteren Versuchsreihc veranschaulicht. Dabei wurden ein härtbarer Kohlenstoffstahl (St 70) und technisches Reinaluminium mit den Vcrsuchscrgebnisscn von Fi g. 6 ε verglichen. Außerdem wurde ein Versuch mit cinerr spröden organischen Kunststoff (Perlinax) durchgcführt. Die Ergebnisse stimmen qualitativ mit dem au: den slatischcn-mechanischen Eigenschaften zu erwar tendcn Verhalten überein. Das Aluminium bricht vor Meßstelle 5 an und zeigt schon bei kleinen Werter von MR eine sehr große Dehnung. Die Dehnung de; Stahles mit der höheren Festigkeit ist crwartungsge maß geringer. Interessant ist, daß das Verhältnis de Dehnung beider Stähle für alle Drücke onnähernc konstant 2:3 bleibt. Bei allen Prüflingen üus Kunst stoff dagegen erfolgte ein Bruch, so daß also keim Dchnungsmcßkurvc aufgestellt werden konnte.

Vergleicht man nun die erhaltenen Ergebnisse mi denjenigen der herkömmlichen, statischen Prüf met ho den. so /eigen sich beträchtliche Unterschiede. Dii

beiden durchgeprüften Stähle (St 27 und St 70) ergeben nämlich bei statischen Zugversuchen folgende Werte:

Streckgrenze 16 bzw. 65 kp/mm-

Zugfestigkeit 29 bzw. 70 kp/mm-

Bruchdehnung 65 bzw. 3%

Der Vergleich mit der Fig. 6b zeigt, daß der härtere Stahl (St 70) trotz seiner geringen Dehnung im statischen Zugversuch bei der dynamischen Prüfung eine gute Verformbarkeit zeigt. Das deutet daraufhin, daß aus den Werkstoffdaten, die aus den herkömmlichen Zugversuchen erhalten werden, nicht unbedingt auf das Verhalten bei dynamischer Höchstbeanspruchung geschlossen werden kann. Ein systematischer Vergleich der mit beiden Prüfmethoden erhaltenen Ergebnisse für Werkstoffe mit verschiedensten Eigenschaften ist deshalb von größter Bedeutung.

Wie erwähnt, stellt der geschilderte Durchbiegungsversuch nur eine Möglichkeit der Anwendung des Erfindungsverfahrens dar. Durch Einbau geeigneter Zusatzeinrichtungen zur Aufnahme der Prüflinge können auch dynamische Zug-Druck- und Pulverpreßversuche durchgeführt werden. Beim Zugversuch wird die Probe mit einem Ende am Trichtergehäuse befestigt, während das andere Ende einen Stempel trägt, der wiederum an der jeweiligen Meßstelle durch den Druck P_x beschleunigt wird. Die Beschleunigung und damit die Verformungsgeschwindigkeit hängt von dem Druck P_x und der Masse des Stempels ab, die konstant gehalten werden muß, um vergleichbare Ergebnisse zu erhalten. Die Spannung in der Probe kann durch Wahl eines geeigneten Probenquerschnitts eingestellt werden. Beim Druck- und Pulverpreßversuch liegt die Rückseite der Prüflinge am Probenhalter an, und der beschleunigte Stempel komprimiert die Probe. Die Halterungen können so eingerichtet werden, daß an den Meßstellen beliebige Versuche der erwähnten Art durchgeführt werden könner. Außerdem ist es möglich, im Unterteil des Trichtergehäuses eine Vorrichtung zum Prüfen bei direkt aufliegendem Sprengstoff (für Explosivhärtung) anzubringen.

Weiterhin ist es auch möglich, die Sprengungen in einem anderen Medium als Luft, beispielsweise in Wasser durchzuführen. Dies kann in manchen Fällen (Unterseeboot-Stahl) von Vorteil sein, da die Abnahme des Drucks in Wasser größer ist als in Luft, somit ein größerer Meßbereich erzielt werden kann. Schließlich können die Versuche auch bei verschiedenen Temperaturen durchgeführt werden, soweit keine Begrenzung durch den Sprengstoff gegeben ist.

Wesentliche Bedeutung kommt bei der Erfindung dem verwendeten Sprengstoff zu. Gemäß Fi g. 2 wird der Sprengstoffstab 10 durch eine Sprengkapsel 17 gezündet. Da nun in der Ebene der obersten Meßstelle bereits die volle Detonationsgeschwindigkeit erreicht sein muß, ist es erforderlich, einen entsprechenden Anlauf zu berücksichtigen. Diese Anlaufstrecke ist abhängig in erster Linie vom Sprengstoff selbst und von seinem Durchmesser. Um sämtliche Probenkörper gleichmäßig zu belasten, ist es außerdem erforderlich, daß der Sprengstoff Über die gesamte Länge den gleichen Durchmesser besitzt und vor allem völlig homogen und rißfrei ist. Die besten Ergebnisse wurden mit einem plastisch verformbar Sprengstoff etwa folgender Zusammensetzung erzie

Nitrocellulose 33%

Nitroglyzerin 28 %

Nitropenta 33%

Stabilisatoren und Gelatinatoren ... 6%

Die Herstellung dieses Sprengstoffes vollzieht sl· in der Wärme im plastifizierten Zustand und kann

ίο beliebigen Längen und Durchmessern nahtlos dun Strangpressen erfolgen. Irgendwelche Entmischung! erscheinungen treten dabei im gelatinösen Zustai nicht auf. Ferner erbringt dieser Sprengstoff eint wesentlichen Vorteil, daß, wie Versuche bestäti haben, die bei etwa 8000 m/s liegende Stoßwelle; geschwindigkeit im wesentlichen unabhängig von de Durchmesser des Sprengstoffstabes. Dies erleichte wesentlich die Vergleichsmöglichkeiten bei der Ve wendung von Sprengladungen unterschiedlich!

Stärke.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Verfahren zur dynamischen Materialprüfur von höchstbeanspruchten Werkstoffen mitte einer Sprengstoffladung, dadurch gekenr. zeichnet, daß mehrere gleiche Prüflinge ai dem zu untersuchenden Werkstoff längs ein«. Sprengstoffstabes mit jeweils derart unterschiei lichem Abstand vom Stab verteilt werden, da beim einseitigen Zünden des Sprengstoffstabes di Stoßwelle alle Prüflinge gleichzeitig erfaßt.

   2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfar rens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ei kegelförmiges Gehäuse (12), in welches ein zylir

   drischer Sprengstoffstab (10) axial eingesetzt i; und.das einen derartigen öffnungswinkel besitz daß die Gehäuseinnenwand tangential zu de beim Zünden des Sprengstoffstabes (10) entste henden Stoßwellenfront verläuft, und durch a.

   der Gehäuseinnenwand verteilte Meßstellen, di jeweils aus einer Halterung für einen Prüfling (21 und aus einer vom gehalterten Prüfling abgedeck ten Durchbrechung (20) der Gehäusewand be stehen.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge

   kennzeichnet, daß das kegelförmige Gehäuse (12 aus zwei Halbschalen besteht, die durch einei als Gehäusefuß dienenden und einen auf dei Gehäuserand auflegbaren Haltering (13 a, 136

   so zusammengehalten sind.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, da durch gekennzeichnet, daß der Sprengstoffstal: (10) mittels eines Zentrierkreuzes (15) im Ge häuse (12) axial festgehalten ist.

   SS 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche

   bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstellen an der Innenwand des Kegelgehäuses (12) aul einer Spirallinie angeordnet sind.

   6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstellen mit auf die Prüflinge einwirkenden, verschiebbar gelagerten Kolben versehen sind.

   7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Spreng·

   stoff für den Sprengstab (10) ein plastisch verformbarer Sprengstoff verwendbar ist.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

   209629/175