Пневматическая установка для ударных испытаний

 

Использование: исследование прочностных свойств материалов при ударном нагружении. Сущность изобретения: установка содержит ствол, размещенный в нем ударник, ресивер со сжатым газом отделенный от ствола диафрагмой. На диафрагме вдоль радиусов размещены инициаторы раскрыва. Подрываемый заряд выполнен в виде полос пленочного взрывчатого вещества, закреплен на диафрагме и снабжен электродетонатором, закрепленным на держателе в центре диафрагмы. 3 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для испытания на ударные воздействия, и может быть использовано для исследования прочностных свойств материалов при ударном нагружении.

Известна установка для испытания материалов на ударное сжатие [1], содержащая ствол, ударник, размещенный в стволе, ресивер и диафрагму, отделяющую ресивер от ствола.

Принцип действия установки основан на том, что сжатый газ (воздух, водород, гелий) поступает из баллона в ресивер и при достижении в нем давления, необходимого для прорыва диафрагмы, последняя прорывается. После прорыва диафрагмы ударник, находящийся перед опытом непосредственно за диафрагмой, разгоняется газом по стволу и при вылете из него ударяет по образцу.

К недостаткам данной установки относится недостаточная скорость метания ударника из-за большого времени раскрыва диафpагмы.

Известна установка для ударных испытаний [2], принятая за прототип, содержащая ствол, размещенный в нем ударник, ресивер со сжатым газом, отделенный от ствола диафрагмой, взрывной узел разрушения диафрагмы в виде размещенного в ресивере подрываемого заряда, соединенного проведенной через уплотнитель в корпусе ресивера линией подрыва с размещенным вне ресивера формирователем импульса подрыва.

К недостатком данной установки относится пониженная стабильность скорости метания, поскольку трудно осуществить хорошую повторяемость процесса открытия диафрагмы.

Цель изобретения - повышение стабильности процесса разрушения диафрагмы.

На фиг.1, 2 и 3 показана предлагаемая установка.

Пневматическая установка содержит ствол 1, размещенный в стволе ударник 2, ресивер 3 со сжатым газом, диафрагму 4, уплотнитель 5, электродетонатор 7, линию 8 подрыва, формирователь 9 импульса подрыва, держатель 10, подрываемый заряд 6, выполненный в виде полос пленочного ВВ, закрепленных на диафрагме вдоль ее радиусов. Рабочий ствол 1 предназначен для перемещения в нем подвижного ударника 2. В зависимости от давления в ресивере 3, времени разрыва диафрагмы 4, массы ударника 2, качества и длины ствола 1 (с учетом калибра) обеспечивается необходимая скорость ударника 2, предназначенного для формирования требуемого ударного воздействия на испытуемый образец. Диафрагма 4 отделяет ресивер 3 от рабочего ствола 1. Материал диафрагмы 4, ее толщина определяются величиной давления в ресивере 3. Формирователь 9 импульса подрыва предназначен для формирования сигнала подрыва электродетонатора 7. Формирователь 9 импульса подрыва размещается снаружи (вне ресивера). Линия 8 подрыва предназначена для передачи электрического сигнала от формирователя 9 к электродетонатору 7. При этом ввод линии 8 подрыва во внутреннюю полость ресивера 3 должен осуществляться через уплотнитель 5, который установлен в его корпусе. Электродетонатор 7 мгновенного действия предназначен для возбуждения детонации пленочного ВВ. Держатель 10 электродетонатора предназначен для закрепления электродетонатора 7 в определенном положении относительно диафрагмы 4. Размещение электродетонатора 7 в центре диафрагмы 4 делается с целью минимизации разновременности прихода детонационных волн в различные точки поверхности пленочного ВВ, находящиеся на одинаковом расстоянии от центра диафрагмы 4. Полосы пленочного ВВ подрываемого заряда 6 закреплены на диафрагме 4 вдоль ее радиусов и должны при подрыве обеспечивать (в энергетическом эквиваленте) минимальное механическое усилие, необходимое для раскрыва диафрагмы 4. Количество полос пленочного ВВ и их расположение на диафрагме 4 обусловливается необходимостью ее полного или частичного разрушения. При этом разрыв диафрагмы 4 осуществляется от центра к краям.

Установка работает следующим образом.

Перед началом эксперимента в ресивере 3 создается требуемое высокое давление за счет подачи сжатого газа с помощью компрессора либо из баллона (не показаны). В стволе 1 установки в непосредственной близости от диафрагмы размещается ударник 2. По команде, подаваемой оператором, формирователь 9 подрыва генерирует импульс высокого напряжения, который по линии 8 подрыва передается на электродетонатор 7, вызывая его срабатывание.Взрыв электродетонатора 7 возбуждает в полосках пленочного ВВ детонационные волны, которые инициируют взрыв пленочного ВВ. В результате под воздействием суммы импульсного давления взрывов и стационарного давления сжатого газа происходит разрушение диафрагмы 4. Нанесенное на поверхность диафрагмы пленочное ВВ определенной конфигурации при его подрыве обеспечивает быстрый и качественный разрыв диафрагмы 4. При этом требуемая амплитуда механической нагрузки на диафрагму и ее распределение относительно оси диафрагмы достигаются за счет выбора соответствующего раскроя и толщины пленочного ВВ, а при необходимости и его перфорации.

После прорыва диафрагмы 4 открывается доступ сжатого газа из ресивера 3 в ствол 1, и газ под давлением начинает распространяться в стволе 1, разгоняя ударник 2, который при вылете из ствола 1 ударяет по испытуемому образцу (не показан).

Формула изобретения

ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ УДАРНЫХ ИСПЫТАНИЙ, включающая ствол, размещенный в стволе ударник, ресивер со сжатым газом, отделенный от ствола диафрагмой, взрывной узел разрушения диафрагмы в виде размещенного в ресивере подрываемого заряда, соединенного проведенной через уплотнитель в ресивере линией подрыва с размещенным вне ресивера формирователем импульса подрыва, отличающаяся тем, что, с целью повышения стабильности процесса разрушения диафрагмы, в ней подрываемый заряд выполнен в виде полос пленочного взрывчатого вещества, закреплен на диафрагме вдоль ее радиусов и снабжен электродетонатором, закрепленным на держателе в центре диафрагмы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3