RU2682979C1 - Способ и стенд для моделирования двухосевой ударной нагрузки на объект испытаний - Google Patents
Способ и стенд для моделирования двухосевой ударной нагрузки на объект испытаний Download PDFInfo
- Publication number
- RU2682979C1 RU2682979C1 RU2017137779A RU2017137779A RU2682979C1 RU 2682979 C1 RU2682979 C1 RU 2682979C1 RU 2017137779 A RU2017137779 A RU 2017137779A RU 2017137779 A RU2017137779 A RU 2017137779A RU 2682979 C1 RU2682979 C1 RU 2682979C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- container
- test object
- plane
- shock
- connection
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
- G01M7/08—Shock-testing
Abstract
Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для динамических испытаний объектов на воздействие ударных перегрузок в двух направлениях одновременно. Техническим результатом является обеспечение двухосевого режима нагружения объекта с заданным уровнем параметров (амплитуда и длительность ударного ускорения) ударного импульса в двух взаимно перпендикулярных направлениях (например, в продольном и поперечном направлениях) и уменьшение количества испытаний. Технический результат достигается тем, что в стенде для моделирования ударной нагрузки на объект испытаний, содержащем узел формирования внешнего ударного воздействия, контейнер в виде полого поршня и стол, предназначенный для закрепления объекта испытаний, стол размещен в контейнере с возможностью плоскопараллельного перемещения вдоль его продольной и поперечной осей и связан с контейнером посредством связи, которая выполнена в виде двух или более направляющих элементов. Технический результат достигается также за счет применения способа моделирования ударной нагрузки на объект испытаний в двух взаимно перпендикулярных направлениях, характеризующегося тем, что выбирают габаритные характеристики связи, располагают стол на связи с возможностью его плоскопараллельного движения, размещают связь в виде направляющих элементов, выбирают величину отклонения связи от положения равновесия, стол с закрепленным на нем объектом испытаний устанавливают соосно с контейнером на связь, состоящую из направляющих элементов, обеспечивающих плоскопараллельное движение, на контейнер осуществляют внешнее ударное воздействие, объект испытаний и стол перемещают вдоль контейнера плоскопараллельно относительно контейнера в положение равновесия. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для динамических испытаний объектов на воздействие ударных перегрузок в двух направлениях одновременно.
Известен маятниковый копер для испытания образцов материалов при ударном нагружении, содержащий станину, установленное на ней колесо, радиально закрепленный на колесе маятник, состоящий из первой жесткой штанги и упругой консольной пластины с грузом на конце, ударник, размещенный на первой штанге, вторую штангу, соединенную с колесом, захват для образца, установленный на второй штанге, направляющую для осевого перемещения и поворота второй штанги, фиксатор перемещения и фиксатор поворота второй штанги. Причем на конце второй штанги закреплена вилка, колесо расположено с зазором между зубьями вилки с возможностью кинематического взаимодействия с ними. Патент РФ №2373515, МПК G01N 3/34, 20.11.2009.
Такой маятниковый копер для испытания образцов материалов при ударном нагружении позволяет проводить испытания в условиях создания сжимающей и сдвигающей нагрузок при изменении направления сдвигающей нагрузки и не позволяет проводить динамические испытания с моногармонической частотой вынужденных колебаний, так как параметры ударного нагружения (амплитуда и длительность ударного ускорения) определяются габаритами образца и амлитудно-частотными характеристиками первой и второй штанг.
Наиболее близким по техническому существу к изобретению является стенд для динамических испытаний, содержащий узел формирования внешнего ударного воздействия, состоящий из камеры высокого давления, соединенной с полостью ствола, установленный в стволе контейнер в виде полого поршня, стол, размещенный в контейнере и предназначенный для закрепления объекта испытаний, связанный с контейнером посредством упругого устройства, выполненного в виде упругой мембраны, жестко прикрепленной по внешнему контуру к поверхности контейнера, тормозное устройство. Упругое устройство снабжено дополнительной упругой мембраной, размещенной между столом и мембраной, и упругой связью, соединяющей мембраны и расположенной вдоль продольной оси ствола, при этом дополнительная мембрана по внешнему контуру жестко соединена со столом и выполнена с возможностью перемещения вдоль продольной оси ствола. Патент РФ №2438110, МПК G01M 7/08, 27.12.2011). Это устройство имеет следующие недостатки:
- на объекте испытаний реализуется ударное ускорение в одном направлении - в направлении главной оси стенда, и объект испытаний располагают таким образом, чтобы направление реализуемого на нем ударного воздействия было параллельно главной оси стенда;
- на объекте испытаний реализуется ударное ускорение в двух взаимно перпендикулярных направлениях одинаковой длительности с амплитудами, определяемыми начальным стационарным углом между продольной осью образца и главной осью стенда за счет изменения расположения объекта (продольной и поперечной осей объекта) неподвижно под углом к главной оси стенда (направлению действия нагрузки).
Задачей изобретения является расширение эксплуатационных возможностей объекта за счет моделирования требуемого уровня основной нагрузки на нем (амплитуды и длительности ударного ускорения) в двух взаимно перпендикулярных направлениях и, как следствие, снижение количества испытаний объекта, а также уменьшение материалоемкости средств испытаний объекта.
Техническим результатом является обеспечение двухосевого режима нагружения объекта с заданным уровнем параметров (амплитуда и длительность ударного ускорения) ударного импульса в двух взаимно перпендикулярных направлениях (например, в продольном и поперечном направлениях) и уменьшение количества испытаний.
Технический результат достигается тем, что в стенде для моделирования ударной нагрузки на объект испытаний, содержащем узел формирования внешнего ударного воздействия, контейнер в виде полого поршня и стол, предназначенный для закрепления объекта испытаний, стол с объектом испытаний размещен в контейнере с возможностью плоскопараллельного перемещения вдоль его продольной и поперечной осей и связан с контейнером посредством связи, которая выполнена в виде двух или более направляющих элементов, обеспечивающих плоскопараллельное движение стола с объектом испытаний.
Технический результат достигается также за счет применения способа моделирования ударной нагрузки на объект испытаний в двух взаимно перпендикулярных направлениях, характеризующегося тем, что выбирают габаритные характеристики связи, располагают стол на связи с возможностью его плоскопараллельного движения относительно контейнера, размещают связь в виде направляющих элементов, обеспечивающих плоскопараллельное относительно контейнера движение стола, выбирают величину отклонения связи от положения равновесия, стол с закрепленным на нем объектом испытаний устанавливают соосно контейнеру на связь, состоящую из направляющих элементов, обеспечивающих плоскопараллельное относительно контейнера движения стола, на контейнер осуществляют внешнее ударное воздействие, стол с объектом испытаний перемещают плоскопараллельно относительно контейнера в положение равновесия.
Преобразование одноосевого ударного воздействия за счет связи позволяет обеспечивать двухосевой режим нагружения объекта с заданным уровнем параметров (амплитуда и длительность ударного ускорения) ударного импульса в двух взаимно перпендикулярных направлениях (например, в продольном и поперечном), не меняя конструкцию узла формирования внешнего ударного воздействия. Обеспечение нагружения объекта в двух взаимно перпендикулярных направлениях приближает условия нагружения к натурным и дает возможность сократить количество испытаний.
Реализация способа моделирования ударной нагрузки на объект испытаний осуществляется в стенде моделирования ударной нагрузки на объект испытаний.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен стенд моделирования ударной нагрузки на объект испытаний, который содержит узел формирования внешнего ударного воздействия 1, контейнер 2 в виде полого поршня, размещенный внутри него стол 3 для закрепления объекта испытаний 4, связанный с контейнером 2 посредством связи 5, которая выполнена в виде направляющих элементов, обеспечивающих плоскопараллельное относительно контейнера движение стола. Стол 3 с объектом испытаний 4 имеет возможность перемещения в продольном и поперечном направлениях.
На фиг. 2 показаны типовые зависимости от времени ударного импульса, реализуемого в местах крепления объекта испытаний к столу: продольная составляющая воздействия Amax и поперечная составляющая ударного ускорения ау.
Изобретения осуществляются следующим образом.
Перед проведением испытаний для заданных массы MO объекта испытаний 4 и требуемых параметров ударного ускорения в продольном и поперечном направлениях (амплитуда Amax и длительность τ действия каждого импульса) объекта испытаний 4 выбираются параметры узла формирования внешнего ударного воздействия 1 и связи 5, в частности (габариты. В результате работы узла 1 выполненного, например, в виде камеры высокого давления с источником газов высокого давления, контейнер 2 как жесткое тело получает ударное ускорение с заданными параметрами.
Параметры связи 5, выполненной в виде направляющих элементов, выбираются такими, что стол 3 с закрепленным на нем объектом испытаний 4 совершает сложное (плоскопараллельное) движение. Вследствие того, что связь состоит двух или более направляющих элементов, движение объекта испытаний 4 является плоскопараллельным и все его точки имеют одинаковые амплитуды и длительности ударного ускорения. В результате объект испытаний испытывает ударное ускорение (поперечное), направленное ортогонально направлению действия узла формирования внешнего ударного воздействия. Параметры поперечного ударного воздействия определяются суммарной массой объекта испытаний, стола, связи, а также начальным углом отклонения от положения минимума потенциальной энергии и параметрами внешнего ударного воздействия (амплитудой и длительностью). При действии внешнего ударного ускорения стол с объектом испытаний плоскопараллельно перемещается к положению минимума потенциальной энергии в поле сил инерции внешнего ударного воздействия.
За счет плоскопараллельного движения объекта испытаний и стола обеспечивается двухосный режим нагружения в двух взаимно перпендикулярных направлениях: в продольном направлении - в направлении оси контейнера (соосно узлу формирования внешнего ударного воздействия), и поперечном направлении - ортогональном оси контейнера.
Параметры продольного воздействия определяются параметрами узла формирования внешнего ударного воздействия. Параметры поперечного воздействия определяются габаритно-массовыми характеристиками связи, выполненной в виде направляющих элементов; подбирая характеристики связи, можно регулировать параметры плоскопараллельного движения объекта испытаний и стола относительно контейнера и, соответственно, регулировать амплитуду поперечного ударного ускорения.
Например, для внешнего ударного воздействия (одиночный удар), характеризующегося квазистатической зависимостью ускорения от времени с амплитудой Amax и длительностью действия каждого импульса т, как показано на фиг. 2, на объекте испытаний массой MO, закрепленном внутри контейнера массой МК в виде полого поршня на столе массой MC, размещенном в контейнере с возможностью плоскопараллельного перемещения вдоль его продольной и поперечной осей и связанном с контейнером посредством связи, выполненной в виде двух или более направляющих элементов с радиусом кривизны RN, обеспечивающих плоскопараллельное движение относительно контейнера с суммарным моментом инерции движения стола IΣ, параметры поперечного ударного ускорения определяются соотношением:
Длительность действия поперечного ускорения определяется соотношением:
Параметры основной нагрузки Amax и τ определяются уровнем ударного ускорения, реализуемым в местах крепления связи к контейнеру, которое может воспроизводиться с достаточно высокой точностью (5%).
Одним из возможных вариантов конструктивного исполнения связи, выполненной в виде двух направляющих элементов, является использование жестких реек (см. фиг. 3), имеющих радиус кривизны RN и обеспечивающих плоскопараллельное движение стола относительно контейнера. Связь в виде двух или более жестких реек, соединенных со столом с возможностью плоскопараллельного движения стола относительно контейнера, позволяет реализовать плоскопараллельное движение объекта и ударное воздействие в направлении, ортогональном направлению внешнего ударного воздействия, одновременно с внешним ударным воздействием.
Таким образом, изобретение позволяет обеспечить моделирование ударной нагрузки на объект испытаний в двух взаимно перпендикулярных направлениях, т.е. позволяет расширить эксплуатационные возможностистенда, не меняя конструкцию узла формирования внешнего ударного воздействия стенда, что достигается в результате одновременного ударного воздействия разной амплитуды и длительности на объект испытаний в двух ортогональных направлениях (например, в продольном и поперечном направлениях). Кроме того, изобретение позволяет уменьшить количество испытаний за счет совместного нагружения объекта испытаний в двух ортогональных направлениях.
Claims (4)
1. Стенд для моделирования в двух взаимно перпендикулярных направлениях ударного воздействия на объект испытаний, содержащий узел формирования внешнего ударного воздействия, контейнер в виде полого поршня и стол, предназначенный для закрепления объекта испытаний, отличающийся тем, что стол с объектом испытаний размещен в контейнере с возможностью плоскопараллельного перемещения вдоль его продольной и поперечной осей и связан с контейнером посредством связи, которая выполнена в виде двух или более направляющих элементов.
2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что связь выполнена в виде двух или более направляющих реек скольжения, обеспечивающих плоскопараллельное движение стола с объектом испытаний относительно контейнера.
3. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что связь выполнена в виде двух или более направляющих стоек растяжения, обеспечивающих плоскопараллельное движение стола с объектом испытаний относительно контейнера.
4. Способ моделирования ударной нагрузки на объект испытаний в двух взаимно перпендикулярных направлениях, характеризующийся тем, что выбирают габаритные характеристики связи, располагают стол на связи с возможностью его плоскопараллельного движения, отличающийся тем, что размещают связь в виде направляющих элементов, выбирают величину отклонения связи от положения равновесия, стол с закрепленным на нем объектом испытаний устанавливают соосно контейнеру на связь, состоящую из направляющих элементов, обеспечивающих плоскопараллельное движение, на контейнер осуществляют внешнее ударное воздействие, объект испытаний и стол перемещают вдоль контейнера плоскопараллельно относительно контейнера в положение равновесия.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017137779A RU2682979C1 (ru) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | Способ и стенд для моделирования двухосевой ударной нагрузки на объект испытаний |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017137779A RU2682979C1 (ru) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | Способ и стенд для моделирования двухосевой ударной нагрузки на объект испытаний |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2682979C1 true RU2682979C1 (ru) | 2019-03-25 |
Family
ID=65858794
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017137779A RU2682979C1 (ru) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | Способ и стенд для моделирования двухосевой ударной нагрузки на объект испытаний |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2682979C1 (ru) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2373515C1 (ru) * | 2008-06-16 | 2009-11-20 | ГОУ ВПО "Вологодский государственный технический университет" (ВоГТУ) | Устройство для определения твердости материалов методом царапания |
RU2438110C1 (ru) * | 2010-09-21 | 2011-12-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Ударный стенд |
-
2017
- 2017-10-30 RU RU2017137779A patent/RU2682979C1/ru active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2373515C1 (ru) * | 2008-06-16 | 2009-11-20 | ГОУ ВПО "Вологодский государственный технический университет" (ВоГТУ) | Устройство для определения твердости материалов методом царапания |
RU2438110C1 (ru) * | 2010-09-21 | 2011-12-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Ударный стенд |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106052983B (zh) | 一种弹性联轴器动静态扭转刚度简便测试装置及测试方法 | |
WO2020134580A1 (zh) | 真三轴霍普金森杆固体动态损伤与超声波传播测试方法 | |
Cadoni et al. | Modified Hopkinson bar technologies applied to the high strain rate rock tests | |
Di Benedetto et al. | Viscous and non viscous behaviour of sand obtained from hollow cylinder tests | |
RU2401424C1 (ru) | Стенд для испытания железобетонных элементов на кратковременное динамическое сжатие | |
RU2682979C1 (ru) | Способ и стенд для моделирования двухосевой ударной нагрузки на объект испытаний | |
RU2584344C1 (ru) | УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛА НА СДВИГ И КРУЧЕНИЕ ПРИ СКОРОСТИ ДЕФОРМАЦИИ 102-105 с-1, СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАВИСИМОСТИ МАКСИМАЛЬНОГО КАСАТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ОТ ДЕФОРМАЦИИ СДВИГА В ОБРАЗЦЕ МАТЕРИАЛА В ВИДЕ СПЛОШНОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО СТЕРЖНЯ И СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАВИСИМОСТИ НАПРЯЖЕНИЯ ОТ ДЕФОРМАЦИИ СДВИГА В ОБРАЗЦЕ МАТЕРИАЛА В ВИДЕ ТОНКОСТЕННОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ТРУБЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭТОГО УСТРОЙСТВА | |
KR101749293B1 (ko) | 수평형 충격파 시험기 | |
RU2414690C1 (ru) | Стенд для испытаний объектов на знакопеременные ударные нагрузки | |
KR101648700B1 (ko) | 수평형 충격파 시험기 | |
Kortiš et al. | Experimental modal test of the laboratory model of steel truss structure | |
RU2379652C1 (ru) | Стенд для ударных испытаний образцов | |
RU2015130859A (ru) | Стенд для виброакустических испытаний образцов и моделей | |
RU2581389C1 (ru) | Стенд для исследования энергообмена в массиве горных пород | |
Máca et al. | Design ofa novel horizontal impact machine for testing of concrete specimens | |
RU2611695C1 (ru) | Способ и стенд для моделирования ударной нагрузки на объект испытаний | |
RU2581387C1 (ru) | Стенд для исследования энергообмена на образцах горных пород | |
RU163680U1 (ru) | Возбудитель, не прикрепляемый к конструкции | |
JP2012202724A (ja) | 試験装置および試験方法 | |
RU2648308C1 (ru) | Способ создания в образце испытываемого материала сложного напряжённого состояния и устройство для этого | |
Lemmer et al. | Apparatus for biaxial fatigue testing | |
RU2499245C1 (ru) | Устройство для испытания образцов материалов при многократном возбуждении затухающих колебаний нагрузки | |
Al-Jubouri et al. | The Design, Construction and Testing of Unique Operated Hopkinson Split Pressure Bar System | |
SU1051409A1 (ru) | Установка дл динамических испытаний материалов при трехосном сжатии типа @ = @ | |
RU2327135C1 (ru) | Способ исследования демпфирующих свойств материалов |