SU1763923A1 - Баллистическа испытательна установка - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике ударных испытаний конструкций и материалов. В баллистической испытательной установке камера высокого давлени  и труба, служаща  дл  разгона в ней метаемого тела, например ударника, разделены разрывной диафрагмой (7) из высокопрочного материала . Диафрагма выполнена с острыми пр мо- линейными надрезами 9 на лицевой поверхности, пересекающимис  в ее центральной зоне. На периферии диафрагмы образована кольцева  пластична  зона (10), в которой расположены концы надрезов. Ширина этой зоны выбрана в диапазоне от ширины зоны защемлени  диафрагмы от 0,3 радиуса диафрагмы. Такое выполнение диафрагмы исключает отрыв образующихс  при ее раскрытии лепестков и обеспечивает снижение времени раскрыти . Благодар  этим свойствам возможно повышение надежности установки и скорости нагружени  4 ил. со

Description

Фиг. 1

Изобретение относитс  к средствам испытани  конструкций и материалов на ударные нагрузки.

Известна установка дл  испытаний материалов на ударное сжатие, содержаща  контейнер с ударником, трубу дл  разгона в ней метаемого тела, в которой размещен ударник, узел креплени  образца, расположенный на выходе трубы, и пороховую камеру , отделенную от трубы разгона разрывной диафрагмой, изготовленной из металлического материала.

Недостаток описанной установки состоит в том, что при создании давлени  газов в пороховой камере диафрагма прогибаетс , пластически деформируетс  и только после этого разрушаетс , т.е. врем  раскрыти  диафрагмы оказываетс  достаточно большим. Кроме того процесс раскрыти  диафрагмы может сопровождатьс  отрывом фрагментов, которые воздейству  на ударник и трубу разгона снижают достоверность результатов эксперимента.

Известно также использование разрывных диафрагм в конструкци х баллистических испытательных установок. При этом на лицевых поверхност х диафрагм выполн ют острые надрезы (концентраторы напр жени ), которые позвол ют повысить скорость раскрыти  диафрагмы, Однако и указанное решение не снижает веро тности отрыва и воздействи  на ударник отдельных фрагментов диафрагмы.

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  баллистическа  испытательна  установка, содержаща  камеру высокого давлени , трубу, служащую дл  разгона в ней метаемого тела, и раздел ющую полости камеры и трубы разрывную диафрагму, котора  защемлена по контуру и имеет на лицевой поверхности острые пр молинейные надрезы, пересекающиес  в ее центральной зоне. Описанна  установка предназначена дл  градуировки пьезодатчиков давлени .

Однако и приведенна  установка недостаточно надежна. Это обусловлено прежде всего тем, что оторвавшиес  при разрушении диафрагмы лепестки, воздействуют на метаемое тело. Кроме того, диафрагму изготавливают без учета механических свойств материала. Поэтому при изготовлении диафрагмы из пластичного материала процесс ее раскрыти  оказываетс  длительным, что снижает мощность воздействи  пороховых газов на метаемое тело. Изготовление диафрагмы из высокопрочного материала сопровождаетс  ее хрупким разрушением и

воздействием фрагментов на метаемое тело .

Цель изобретени  - повышение надежности за счет исключени  отрыва лепестков

диафрагмы, а также повышени  скорости нагружени  испытуемого объекта путем уменьшени  времени раскрыти  диафрагмы .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что

0 в известной баллистической испытательной установке, содержащей камеру высокого давлени , трубу, служащую дл  разгона в ней метаемого тела, и раздел ющую полости камеры и труб, разрывную диафрагму,

5 котора  защемлена по контуру и имеет на лицевой поверхности острые пр молинейные надрезы, пересекающиес  в ее центральной зоне, согласно изобретению, диафрагма изготовлена из высокопрочного

0 материала с периферийной кольцевой пластичной зоной, в которой расположены концы надрезов. При этом ширина пластичной зоны выбрана в диапазоне от ширины зоны защемлени  диафрагмы до 0,3 радиуса ди5 афрагмы.

Выполнение диафрагмы из высокопрочного металлического материала, например из закаленной стали, обеспечивает уменьшение прогиба диафрагмы и повышение

0 скорости ее раскрыти  при создании давлени  в пороховой камере близкого к максимальному . При помощи концентраторов задаетс  направление разрушени  диафрагмы . Если выполнить концентратор в виде

5 кольцевого надреза, часть диафрагмы воздействует на торец метаемого тела с ударником , что может привести к разрушению контейнера и к искажению результатов испытаний . В тоже врем  радиальные надре0 зы и кольцева  пластична  зона, часть которой при сборе установки оказываетс  жестко закрепленной между пороховой камерой и трубой разгона, позвол ют, во-первых , уменьшить уровень деформации

5 (прогиба) диафрагмы при возрастании давлени  в пороховой камере, во-вторых, повысить скорость раскрыти  диафрагмы, в-третьих, за счет пластичной зоны, предотвратить отрыв образовавшихс  при разру0 шении диафрагмы лепестков, имеющих вид секторов.

Пластична  зона может быть выполнена путем нагрева кольцевой зоны диафрагмы, изготовленной из закаленной стали, до тем5 пературы рекристаллизации. Нагрев осуществл етс  при помощи кольцевого индуктора, соединенного с генератором токов высокой частоты. При этом происходит локальный отпуск материала диафрагмы, В результате отпуска образуетс  зона, материал в которой имеет предел текучести, составл ющий примерно 40...60% предела текучести материала диафрагмы вне пластичной зоны. Поэтому образовавшуюс  кольцевую зону можно считать пластичной. Размер пластичной зоны определ етс  конструктивными особенност ми места креплени  диафрагмы, Граница пластичной зоны не  вл етс  четкой линией (окружностью ). Переходна  зона имеет ширину, составл ющую 1,0...1,5 толщины диафрагмы. При выполнении пластичной зоны с шириной более, чем 0,3 радиуса диафрагмы наблюдаетс  заметный прогиб последней, что сказываетс  на точности эксперимента. Наличие пластичной, а также зоны сжати , возникающей при размещении диафрагмы в установке, позвол ет остановить хрупкую трещину и предотвратить тем самым воздействие фрагментов диафрагмы при ее разрушении на торец контейнера с ударником .

На фиг. 1 схематически показана предлагаема  установка; на фиг. 2 -диафрагма; на фиг. 3 - схема деформировани  диафрагмы в известной установке; на фиг. 4 - то же, в предлагаемой установке.

Предлагаема  установка содержит контейнер с ударником 1, размещенный в трубе разгона 2. Узел креплени  3 образца 4 расположен на выходе трубы 2 и выполнен в виде баллистического ма тника. Установка снабжена порозовей камерой 5 с устройством дл  инициировани  возгорани  пороха 6 - манганиновым оголенным проводом, подключенным к источнику тока. Порохова  камера 5 отделена от трубы разгона 2 диафрагмой 7, Труба разгона 2 имеет защитный кожух 8. Система регистрации параметров включает контактную систему Ki и Кз, при последовательном замыкании которых поступает сигнал на частотомеры (на чертеже не показано). С помощью указанных контактов регистрируетс  врем  полета ударника 1. Диафрагма 7 имеет на лицевой поверхности острые радиальные надрезы 9, пересекающиес  в ее центре и заканчивающиес  в периферийной кольцевой пластичной зоне 10.

Установка работает так. В пороховой камере 5 при помощи устройства 6 инициируют возгорание пороха. Образовавшиес  при этом газы воздействуют на, практически , не деформируемые стенки пороховой камеры 5 и на диафрагму 7. Поскольку диафрагма изготовлена из высокопрочного материала , она лишь незначительно пластически деформируетс  в узкой зоне перехода из пластичной зоны в твердую, но не разрушаетс . Когда уровень давлени  в пороховой камере 5 достигает заданного значени , диафрагма 7 разрушаетс . Ее разрушение начинаетс  из центра и идет по радиальным надрезам.

При переходе трещины из хрупкой зоны в пластическую ее рост замедл етс  и останавливаетс . Под действием пороховых газов лепестки диафрагмы 7 изгибаютс  в направлении движени  газов, но не отрываютс  и, тем самым, не воздействуют разрушающе на контейнер с ударником 1. В то же врем  пороховые газы, разрушив диафрагму 7, воздействуют на контейнер с ударником 1, вызывают его страгивание и

последующий разгон в трубе 2 до заданной скорости. Контейнер с ударником 1 взаимодействует с образцом 4. При этом срабатывает система регистрации времени перемещени  контейнера с ударником 1 базового рассто ни  L

На основе анализа испытаний серии образцов определ ют зависимость деформировани  и разрушени  материала преграды от скорости нагружени , по которой суд т о

сопротивлении материала внедрению и пробиванию на заданных скорост х нагружени .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Баллистическа  испытательна  установка , содержаща  камеру высокого давлени , трубу, служащую дл  разгона в ней метаемого тела, и раздел ющую полости камеры и трубы разрывную диафрагму, котора  защемлена по контуру и имеет на

   лицевой поверхности острые пр молинейные надрезы, пересекающиес  в ее центральной зоне, отличающа с  тем, что, с целью повышени  надежности за счет исключени  отрыва лепестков диафрагмы, а

   также повшени  скорости нагружени  испытуемого объекта путем уменьшени  времени раскрыти  диафрагмы, диафрагма выполнена из высокопрочного материала с периферийной кольцевой пластичной зоной , в которой расположены концы надрезов , при этом ширина пластичной зоны выбрана в диапазоне от ширины зоны защемлени  диафрагмы до 0,3 радиуса диафрагмы .

   со

   N О СО

   СО

   г///////

   Л 9

   ///Л//

   Фиг.З

   (Pt/z.tf