RU2762782C1 - Method for impact testing of objects - Google Patents

Method for impact testing of objects Download PDF

Info

Publication number
RU2762782C1
RU2762782C1 RU2021109190A RU2021109190A RU2762782C1 RU 2762782 C1 RU2762782 C1 RU 2762782C1 RU 2021109190 A RU2021109190 A RU 2021109190A RU 2021109190 A RU2021109190 A RU 2021109190A RU 2762782 C1 RU2762782 C1 RU 2762782C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shock
converter
axis
impact
metal
Prior art date
Application number
RU2021109190A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Илья Анатольевич Сакадынец
Людмила Васильевна Кривоносова
Алексей Тимофеевич Мишустин
Вадим Анатольевич Кузьмин
Александр Васильевич Куликов
Евгений Михайлович Василечко
Дмитрий Александрович Рудаков
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом"), Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Priority to RU2021109190A priority Critical patent/RU2762782C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2762782C1 publication Critical patent/RU2762782C1/en

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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/30—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight
    • G01N3/303—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight generated only by free-falling weight

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

FIELD: bump testing.
SUBSTANCE: invention relates to the technique of shock experiment and is designed to ensure maximum compliance of the shock spectrum with the specified conditions of high-intensity shock loading. Essence: impact is carried out on the test object (TO) through an anvil mounted on a shock pulse converter into damped oscillations. The converter of the shock pulse into damped oscillations is made in the form of a metal axis with metal elastic disks coaxially fixed to it parallel to each other at a given distance from each other, differing from each other in stiffness. The anvil is installed at the upper end of the converter axis. The metal axis of the converter is placed vertically along the longitudinal axis of the TO. The lower disk of the converter is fixed on the end surface of the TO with fasteners, then the TO is suspended through the lower disk on a support and a shock effect is produced by a falling load.
EFFECT: ensuring maximum compliance of the shock loading of the test object in the area of its attachment points to any object with the action of full-scale high-intensity pulses without overloading internal instruments and TO systems.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике ударного эксперимента и предназначено для испытания объектов (ОИ) путем передачи ударного механического воздействия на конструкцию.The invention relates to the technique of impact experiment and is intended for testing objects (OI) by transferring impact mechanical impact on the structure.

При создании новых образцов техники, испытывающих в процессе работы высокоинтенсивные ударные механические воздействия, требуется экспериментальное подтверждение их работоспособности при ударных воздействиях.When creating new samples of equipment that experience high-intensity shock mechanical impacts during operation, experimental confirmation of their performance under shock impacts is required.

Известен способ испытаний объектов на удар, согласно которому объект испытаний при помощи переходного приспособления закрепляют соосно на осесимметричной упругой подвеске, закрепленной соосно на горизонтальном поршне пневматической ударной машины. Ударное воздействие на объект испытаний осуществляют через упругую подвеску поршнем, который разгоняется сжатым газом пневматической ударной машины. Под действием ударного импульса, получаемого от поршня, упругая подвеска с объектом испытаний осуществляет собственные затухающие колебания (Статья «Спектральные характеристики для сравнения и идентификации ударных нагружений», Ж. «Заводская лаборатория. Диагностика материалов», № 12, том 75, 2009 год, с. 33-56, рис. 3).There is a known method of testing objects for impact, according to which the test object is fixed coaxially on an axisymmetric elastic suspension, fixed coaxially on a horizontal piston of a pneumatic percussion machine, using a transition device. The impact on the test object is carried out through an elastic suspension by a piston, which is accelerated by the compressed gas of a pneumatic percussion machine. Under the action of the shock pulse received from the piston, the elastic suspension with the test object carries out its own damped oscillations (Article "Spectral characteristics for comparison and identification of shock loads", J. "Factory laboratory. Diagnostics of materials", No. 12, volume 75, 2009, p. 33-56, fig. 3).

Известен способ испытаний объектов на удар, реализуемый при работе стенда, описанного в авторском свидетельстве SU № 813159 «Стенд для испытания изделия на удар», МПК3 G01M 7/00, опубликованном 15.03.81 в бюллетене № 10. Согласно указанному способу ударное воздействие на ОИ осуществляют через наковальню, установленную через прокладку на преобразователе ударного импульса в затухающие колебания, выполненном в виде стола в виде упругой балки, концы которой закреплены в подвижных опорах. Толщина, материал балки, а также ее длина между опорами может варьироваться. Ударное воздействие на объект испытаний осуществляют бойком, который разгоняется в камере давления и наносит удар по наковальне. Под действием ударного импульса, получаемого от бойка, стол испытывает собственные колебания, которые вследствие внешних сопротивлений, а также внутреннего трения затухают. Данный способ выбран в качестве прототипа.There is a known method of testing objects for impact, implemented during the operation of the stand described in the copyright certificate SU No. 813159 "Stand for testing a product for impact", IPC 3 G01M 7/00, published 03/15/81 in bulletin No. 10. According to the specified method, impact on OI is carried out through an anvil installed through a gasket on a shock pulse to damped oscillation transducer, made in the form of a table in the form of an elastic beam, the ends of which are fixed in movable supports. The thickness, material of the beam as well as its length between the supports can vary. The impact on the test object is carried out with a striker, which is accelerated in the pressure chamber and strikes the anvil. Under the influence of the shock impulse received from the striker, the table experiences its own vibrations, which, due to external resistances, as well as internal friction, damp. This method is chosen as a prototype.

Основным недостатком обоих способов является сложность обеспечения необходимого набора гармоник в ускорении в заданных точках объекта испытаний.The main disadvantage of both methods is the difficulty of providing the required set of harmonics in acceleration at given points of the test object.

Технической задачей, решаемой с помощью заявляемого способа, является проверка работоспособности ОИ, в том числе и крупногабаритных, в условиях воздействия ударного спектра ускорений в зоне мест крепления ОИ к какому-либо объекту.The technical problem, solved with the help of the proposed method, is to test the operability of the OI, including large-sized ones, under the influence of the shock spectrum of accelerations in the area of the OI attachment points to any object.

Технический результат: обеспечение максимального соответствия ударного нагружения объекта испытаний в зоне мест его крепления к какому-либо объекту действию натурных высокоинтенсивных импульсов без перегрузки внутренних приборов и систем ОИ по сравнению с испытаниями на вибростенде.EFFECT: ensuring maximum compliance of the shock loading of the test object in the area of its attachment to any object to the action of full-scale high-intensity pulses without overloading the internal devices and OI systems in comparison with tests on a vibration stand.

Технический результат достигается за счет того, что в заявляемом способе испытаний объектов на удар, включающем ударное воздействие на ОИ через наковальню, установленную на преобразователе ударного импульса в затухающие колебания, в отличие от прототипа, преобразователь ударного импульса в затухающие колебания выполняют в виде металлической оси с соосно закрепленными на ней параллельно друг другу на заданном расстоянии друг от друга металлическими упругими дисками, отличающимися друг от друга по жесткости, наковальню устанавливают на верхнем конце оси преобразователя, металлическую ось преобразователя размещают вертикально вдоль продольной оси ОИ, нижний диск преобразователя закрепляют на торцевой поверхности ОИ крепежными элементами, затем ОИ через нижний диск подвешивают на опоре и производят ударное воздействие на ОИ падающим грузом.The technical result is achieved due to the fact that in the inventive method of testing objects for impact, including impact on the OI through the anvil installed on the shock pulse converter into damped oscillations, in contrast to the prototype, the shock pulse converter into damped oscillations is performed in the form of a metal axis with metal elastic disks coaxially fixed on it parallel to each other at a given distance from each other, differing from each other in rigidity, the anvil is installed at the upper end of the transducer axis, the metal transducer axis is placed vertically along the longitudinal axis of the OI, the lower transducer disk is fixed on the end surface of the OI fasteners, then the OI is suspended on a support through the lower disk and an impact is exerted on the OI by a falling weight.

Использование всей совокупности признаков формулы изобретения обеспечивает возбуждение собственных частот колебаний дисков, закрепленных на заданном расстоянии на металлической оси параллельно друг другу, передачу ударного возбуждения на ОИ ударного ускорения в зоне мест его крепления к преобразователю ударного импульса в затухающие колебания, наполнение спектра ускорения в заданных точках ОИ необходимыми гармониками.The use of the entire set of features of the claims provides excitation of natural frequencies of oscillations of disks fixed at a given distance on a metal axis parallel to each other, transfer of shock excitation to the OI of shock acceleration in the area of its attachment to the shock pulse transducer into damped vibrations, filling the acceleration spectrum at specified points OI necessary harmonics.

Изобретение поясняется фигурой, на которой изображен стенд, при работе которого осуществляется заявляемый способ.The invention is illustrated by the figure, which shows the stand, during the operation of which the claimed method is carried out.

Преобразователь ударного импульса в затухающие колебания выполняют в виде металлической оси 1 с горизонтальными, соосно закрепленными на ней параллельно друг другу на заданном расстоянии друг от друга металлическими упругими дисками 3, отличающимися друг от друга по жесткости. Наковальню 2 устанавливают на верхнем конце оси 1 преобразователя, металлическую ось 1 преобразователя размещают вдоль продольной оси ОИ 4. Геометрические параметры и материал дисков 3 выбирают расчетным или экспериментальным путем с учетом габаритных размеров ОИ 4 из условия обеспечения заданного уровня ударных ускорений по местам крепления ОИ к преобразователю ударного импульса в затухающие колебания после ударного воздействия.The shock pulse converter into damped vibrations is made in the form of a metal axis 1 with horizontal metal elastic disks 3, coaxially fixed on it parallel to each other at a given distance from each other, differing from each other in rigidity. The anvil 2 is installed at the upper end of the axis 1 of the transducer, the metal axis 1 of the transducer is placed along the longitudinal axis of the OI 4. The geometric parameters and material of the disks 3 are selected by calculation or experiment, taking into account the overall dimensions of the OI 4 from the condition of ensuring a given level of shock accelerations at the points of attachment of the OI to a shock pulse converter into damped oscillations after impact.

Нижний диск 3 преобразователя закрепляют на торцевой поверхности ОИ 4 крепежными элементами 5. Диаметр дисков преобразователя в зависимости от заданного уровня ударных ускорений по местам крепления ОИ 4 может меняться.The lower disk 3 of the transducer is fixed on the end surface of the OI 4 with fasteners 5. The diameter of the transducer disks, depending on the predetermined level of shock accelerations at the attachment points of the OI 4, can vary.

Затем ОИ 4 через нижний диск 3. элементы подвески 6 (опорные пластины и шпильки), элементы крепления 10 и резиновые прокладки 7 подвешивают на опоре 8.Then OI 4 through the lower disk 3. suspension elements 6 (support plates and pins), fastening elements 10 and rubber gaskets 7 are suspended on support 8.

Способ ударных испытаний осуществляется следующим образом.The impact test method is carried out as follows.

В процессе испытаний ударное воздействие производят падающим грузом (бойком) 9, который сбрасывают с определенной высоты на наковальню 2. При ударе бойка 9 по наковальне 2 происходит возбуждение собственных поперечных колебаний упругих дисков 3 и передача ударного воздействия в места крепления ОИ 4. Наличие нескольких дисков 3 разной жесткости и массы обеспечивает появление необходимых гармоник во временной зависимости ускорения, приобретаемого ОИ 4 в зоне мест его крепления к преобразователю ударного импульса в затухающие колебания.During testing, the impact is produced by a falling weight (striker) 9, which is dropped from a certain height onto the anvil 2. When the striker 9 strikes the anvil 2, the natural transverse vibrations of the elastic disks 3 are excited and the shock effect is transmitted to the points of attachment of the OI 4. The presence of several disks 3 of different stiffness and mass ensures the appearance of the necessary harmonics in the time dependence of the acceleration acquired by the OI 4 in the area of its attachment points to the shock pulse transducer into damped oscillations.

Масса бойка 9 и его скорость соударения с наковальней 2 определяются расчетным или экспериментальным путем из необходимости обеспечения заданного уровня ударных ускорений в зоне мест крепления ОИ 4 к преобразователю ударного импульса в затухающие колебания.The mass of the striker 9 and its speed of collision with the anvil 2 are determined by calculation or experiment from the need to provide a given level of shock accelerations in the area of attachment points of the OI 4 to the shock pulse converter into damped oscillations.

Факт нагружения ОИ по трем его осям в одном опыте определяется измерением ускорений одновременно вдоль каждой оси в зоне мест крепления ОИ к преобразователю ударного импульса в затухающие колебания.The fact of loading the IU along its three axes in one experiment is determined by measuring the accelerations simultaneously along each axis in the area of the attachment points of the IU to the shock pulse transducer into damped oscillations.

Резиновые прокладки 7 позволяют обеспечить низкую собственную частоту колебаний суммарной массы «преобразователь ударного импульса-подвеска-ОИ» на опоре 8. В этом случае первая собственная частота колебаний с достаточной точностью будет определяться так же, как и собственная частота колебаний пружинного маятника:

Figure 00000001
где с - суммарная жесткость резиновых прокладок, М - суммарная масса «преобразователь ударного импульса-подвеска-ОИ». При испытаниях в идеале
Figure 00000002
должно стремиться к 0.Rubber gaskets 7 allow to provide a low natural frequency of oscillations of the total mass "shock pulse transducer-suspension-OI" on support 8. In this case, the first natural frequency of oscillations with sufficient accuracy will be determined in the same way as the natural frequency of oscillations of a spring pendulum:
Figure 00000001
where c is the total stiffness of the rubber gaskets, M is the total mass of the shock impulse transducer-suspension-OI. When tested, ideally
Figure 00000002
should tend to 0.

За счет того, что вызванные ударом бойка 9 колебания преобразователя ударного импульса содержат гармоники, гораздо более высокочастотные (от 1000 Гц), по сравнению с собственными частотами ОИ, коэффициент динамичности внутренних приборов и систем автоматики будет меньше 1. Это исключает перегружение в процессе испытаний приборов и систем автоматики, входящих в состав ОИ.Due to the fact that the vibrations of the shock pulse transducer caused by the impact of the striker 9 contain harmonics that are much higher frequency (from 1000 Hz) compared to the natural frequencies of the OI, the dynamic coefficient of internal devices and automation systems will be less than 1. This eliminates overload during the testing of devices and automation systems that are part of the OI.

В результате, при использовании заявляемого способа обеспечиваются проверка работоспособности объектов испытаний, в том числе и крупногабаритных, при действии высокоинтенсивных ударных импульсов, приложенных в зоне мест крепления ОИ, без перегрузки внутренних приборов и систем в ОИ.As a result, when using the proposed method, it is possible to check the performance of test objects, including large-sized ones, under the action of high-intensity shock pulses applied in the area of the OI attachment points, without overloading the internal devices and systems in the OI.

Claims (1)

Способ испытаний объектов на удар, включающий ударное воздействие на объект испытаний (ОИ) через наковальню, установленную на преобразователе ударного импульса в затухающие колебания, отличающийся тем, что преобразователь ударного импульса в затухающие колебания выполняют в виде металлической оси с соосно закрепленными на ней параллельно друг другу на заданном расстоянии друг от друга металлическими упругими дисками, отличающимися друг от друга по жесткости, наковальню устанавливают на верхнем конце оси преобразователя, металлическую ось преобразователя размещают вертикально вдоль продольной оси ОИ, нижний диск преобразователя закрепляют на торцевой поверхности ОИ крепежными элементами, затем ОИ через нижний диск подвешивают на опоре и производят ударное воздействие падающим грузом.A method for testing objects for impact, including impact on the test object (OI) through an anvil mounted on a shock pulse converter into damped oscillations, characterized in that the shock pulse converter into damped oscillations is performed in the form of a metal axis with coaxially fixed on it parallel to each other at a given distance from each other with metal elastic disks differing from each other in rigidity, the anvil is installed at the upper end of the transducer axis, the metal transducer axis is placed vertically along the longitudinal axis of the OI, the lower transducer disk is fixed to the end surface of the OI with fasteners, then the OI through the lower the disk is suspended on a support and an impact is produced by a falling weight.
RU2021109190A 2021-04-02 2021-04-02 Method for impact testing of objects RU2762782C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021109190A RU2762782C1 (en) 2021-04-02 2021-04-02 Method for impact testing of objects

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021109190A RU2762782C1 (en) 2021-04-02 2021-04-02 Method for impact testing of objects

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2762782C1 true RU2762782C1 (en) 2021-12-22

Family

ID=80039275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021109190A RU2762782C1 (en) 2021-04-02 2021-04-02 Method for impact testing of objects

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2762782C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU813159A1 (en) * 1979-06-01 1981-03-15 Предприятие П/Я Р-6601 Test-bed for testing articles for shock
EP0814330B1 (en) * 1996-06-19 2003-10-29 Société Anonyme de Gestion des Eaux de Paris S.A.G.E.P. Auscultation device for the foundation of buried pipes
RU2249803C1 (en) * 2003-07-21 2005-04-10 Закрытое акционерное общество "Конструкторское бюро "Полет"(ЗАО КБ "Полет") Bench for strength testing of structure
SU1840405A1 (en) * 1983-11-28 2006-11-20 в/ч 51105 Stand for dynamic testing of products
CN108931351A (en) * 2018-08-24 2018-12-04 任新根 Flexible and convenient drop hammer impact testing machine for construction material detection

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU813159A1 (en) * 1979-06-01 1981-03-15 Предприятие П/Я Р-6601 Test-bed for testing articles for shock
SU1840405A1 (en) * 1983-11-28 2006-11-20 в/ч 51105 Stand for dynamic testing of products
EP0814330B1 (en) * 1996-06-19 2003-10-29 Société Anonyme de Gestion des Eaux de Paris S.A.G.E.P. Auscultation device for the foundation of buried pipes
RU2249803C1 (en) * 2003-07-21 2005-04-10 Закрытое акционерное общество "Конструкторское бюро "Полет"(ЗАО КБ "Полет") Bench for strength testing of structure
CN108931351A (en) * 2018-08-24 2018-12-04 任新根 Flexible and convenient drop hammer impact testing machine for construction material detection

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109506874B (en) Impact response spectrum test device and test method based on elastic stress wave loading
RU2596239C1 (en) Method of vibroacoustic tests of specimens and models
RU2558679C1 (en) Test rig for vibroacoustic tests of samples and models
RU2603787C1 (en) Test bench for vibroacoustic tests of specimens and models
RU2730055C1 (en) Method of testing polymer composite materials for impact resistance
CN108918074A (en) A kind of shock loading analog machine and application method based on intellectual material damper
RU2625639C1 (en) Stand for impact testing
RU2762782C1 (en) Method for impact testing of objects
JP4098145B2 (en) Pile rapid loading test equipment
RU2659984C1 (en) Test bench for vibroacoustic tests of specimens and models
RU2653554C1 (en) Method of vibroacoustic tests of specimens and models
RU2557321C2 (en) Method for determining dynamic characteristics of elastomers
JP6340711B2 (en) Impact applying device and impact applying method
RU2700833C1 (en) Seismic platform
RU2642155C1 (en) Bench for models of vibration systems of ship engine room power plants vibro-acoustic tests
RU2249195C2 (en) Device for determining dynamical characteristics of polymeric fibers
RU2015130859A (en) STAND FOR VIBROACOUSTIC TESTS OF SAMPLES AND MODELS
RU2775360C1 (en) Method for determining the dynamic characteristics of flexible extended structures by experiment
Yazdani-Ardakani et al. An experimental technique to study the shock absorption characteristics of polymeric materials
RU102113U1 (en) DEVICE FOR DYNAMIC LOADING OF THE TEST STRUCTURE WITH THE EXTENDED VIBILITY DAMPER
RU2017122276A (en) METHOD OF VIBROACOUSTIC TESTS OF SAMPLES AND MODELS
RU2654835C1 (en) Method for study of shock loads of two-mass vibration isolation system
RU2639044C1 (en) Vibroacoustic tests bench of samples and models
RU2339927C1 (en) Device for alternating decaying load tests
RU2018141671A (en) STAND FOR VIBROACOUSTIC TESTS OF SAMPLES AND MODELS