Стенд для динамических испытаний изделий

Стенд для динамических испытаний изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике динамических испытаний изделий. Целью изобретения является повышение точности испытаний за счет обеспечения стабильности условий соударения шара с наковальней и расширение эксплуатационных возможностей за счет увеличения интенсивности динамической нагрузки. Стенд содержит станину 2 с наковальней 3, приспособление 4 для установки испытуемого изделия 5, механизм 6 сброса шара 1 и устройство центрирования и разгона шара 1, выполненное в виде размещенного между механизмом 6 сброса шара 1 и наковальней 3 соленоида 7, ось которого совпадает с линией падения шара 1. Внутренний канал 9 соленоида 7 выполнен конусообразным, причем его более узкая часть обращена к наковальне 3. Наковальня 3 выполнена с выступом 8, введенным в нижний .конец канала 9 соленоида 7. Плотность намотки витков соленоида 7 на единицу его длины возрастает в направлении падения шара 1. Форма соленоида.указанное изменение плотности намотки его витков и выполнение наковальни 3 с выступом 8 создают такое магнитное поле, которое обеспечивает не только дополнительный разгон шара 1 при падении, но и его центрирование. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил. и с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4793138/28 (22) 09,01.90 (46) 07,03.92. Бюл. N 9 (71) Московский институт электронной техники (72) В.Н.Фомин, А.И.Погалов, tO.В.Денисевич, О.А.Кузнецов и К.Е.Короленко . (53) 620.178,7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 643777, кл. 6 01 М 7/00, 1977, Патент США N 2755658, кл. 73-12, 1954.

Авторское свидетельство СССР

N 1527534, кл. G 01 M 7/08, 1988. (54) СТЕНД ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к технике динамических испытаний иэделий. Целью изобретения является повышение точности испытаний эа счет обеспечения стабильности условий соударения шара с наковальней и расширение эксплуатационных возмож. Ж 1717986 А1 ностей эа счет увеличения интенсивности динамической нагрузки. Стенд содержит станину 2 с наковальней 3, приспособление

4 для установки испытуемого изделия 5, механизм 6 сброса шара 1 и устройство центрирования и разгона шара 1, выполненное в виде размещенного между механизмом 6 сброса шара 1 и наковальней 3 соленоида 7, ось которого совпадает с линией падения шара 1. Внутренний канал 9 соленоида 7 выполнен конусообразным, причем его более узкая часть обращена к наковальне 3. Наковальня 3 выполнена с выступом 8, введенным в нижний. конец канала 9 соленоида 7.

Плотность намотки витков соленоида 7 на единицу его длины возрастает в направлении падения шара 1. Форма соленоида,указанное изменение плотности намотки его витков и выполнение наковальни 3 с выступом 8 создают такое магнитное поле, которое обеспечивает не только дополнительный разгон шара 1 при падении, но и его центрирование. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

1717986

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам для динамических испытаний изделий на удар.

Известна установка для исследования свойств материалов при ударном нагруже««ии, содержащая ударник в виде шара, ос««ование, размещенное на нем приспособление для установки исследуемого обьекта испытаний и механизм сброса шара.

Известная установка характеризуется невысокой воспроизводимостью ударного нагружения вследствие отклонения линии падения шара от вертикали за счет возмущений при срабатывании механизма сброса, нанесения удара по разным точкам обьекта, естественного разброса упругих характеристик материала в разных точках обьекта.

Известно также устройство, содержащее ударник в виде шара, основание с наковальней, приспособление для установки испытуемого изделия и механизм сброса шара. При сбросе шар движется внутри трех стоек-направляющих, установленных вертикально, В этом устройстве направляющие обеспечива«от уменьшение области разброса точек соударения шара с исследуемым обьектом, Однако во время падения шар может случайно соприкасаться с направляющими и изменять свою конечну«о скорость геред соударе« ием по величине и направлению, Разброс скорости перед соударением ухудшает воспроизводимость параметров ударного нагружения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее ударник в виде шара, основа««ие с наковальней, приспособление для установки испытуемого изделия и механизм сброса шара.

Известное устройство не обеспечивает необходимую для ряда испытаний воспроизводимость параметров ударного нагруже««ия вследствие отклонения линии падения шара от вертикали за счет возмущений от срабатывания механизма сброса (колебаний, толчков подвижных частей механизма).

Кроме того, известное устройство не обеспечивает необходимую интенсивность ударного нагружения без ухудшения воспроизводимости, Применение известного устройства не обеспечивает удовлетворительной воспроизводимости и интенсивности ударного нагружения при многократных испытаниях иэделий со снятием амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) и коэффициентов передачи по ускорению ударным методом с по5

ЗО

55 мощь«о виброанализаторов с полосовыми фильтрами для анализа коэффициентов передачи по ускорению в отдельных диапазонах частот.

Целью изобретения является повышение точности испытаний путем обеспечения стабильности условий соударения шара с наковальней и расширения эксплуатационных возможностей эа счет увеличения интенсивности динамической нагрузки.

Указанная цель достигается тем, что стенд для динамических испытаний изделий, содержащий станину с наковальней, закрепленное на станине приспособление для установки испытуемого изделия, ударник в виде шара и установленный на станине механизм сброса шара на наковальню, снабжен устройством для центрирования и разгона шара, выполненным в виде размещенного между механизмом сброса шара и наковальней соленоида, ось которого совпадает с линией падения шара, а наковальня выполнена с выступом, введенным в нижний конец канала соленоида.

Магнитное поле соленоида взаимодействует с шаром, выполненным из ферромагнитного материала. Вектор индукции направлен по касательной к линиям индукции магнитного поля и имеет вертикальную (разгоняющую) и горизонтальную (центрирующую) составляющие. Это позволяет повысить интенсивность (максимальное ускорение) и воспроизводимость параметров (амплитуду и время действия частотных составляющих импульса) ударного нагружения. Использование выступа наковальни, верхний торец которого расположен в конце возрастающего магнитного поля, позволяет исключить участок торможения, где градиент индукции магнитного поля dBz/dz имеет отрицательный знак. Линии магнитного поля сгущаются в выступе наковальни, выполненной из ферромагнитного материала, обеспечивая дополнительное центрирование ударника, что повышает воспроиэводимость параметров ударного нагружения.

Возрастание плотности намотки витков соленоида на единицу его длины в направлении падения шара позволяет дополнительно повысить интенсивность и воспроизводимость параметров ударного нагружения, TGK как величина силы взаимодействия магнитного поля соленоида с шаром пропорциональна градиенту индукции магнитного поля по направлению падения шара, а индукция магнитного поля пропорциональна числу витков на единицу длины. Таким образом, возрастание плотности намотки витков соленоида на единицу его длины в направлении падения шара обеспечивает

1717986 увеличение индукции магнитного поля в этом направлении.

Выполнение канала соленоида конусообразным, причем его более узкая часть обращена к наковальне, позволяет еще более повысить воспроизводимость параметров ударного нагружения, так как уменьшение диаметра канала в направлении падения шара увеличивает концентрацию силовых линий магнитного поля в центре канала по этому направлению. Это позволяет повысить величину разгоняющих и центрирующих шар сил.

На чертеже показана схема предлагаемого стенда для динамических испытаний изделий.

Стенд для динамических испытаний изделий содержит ударник в виде шара 1, станину 2, наковальню 3, приспособление 4 для установки испытуемого изделия 5, механизм 6 сброса шара, соленоид 7, который размещен на поверхности наковальни соосно линии падения шара. Наковальня имеет выступ 8, который расположен в нижней части канала 9 соленоида.

Стенд работает следующим образом.

Обесточивают цепь питания механизма

6 сброса шара. Шар 1 отрывается от механизма сброса и падает. Когда шар 1 влетает в канал 9 соленоида 7, на него действует разгонная и центрирующая силы, направленные вниз по оси падения и обусловленные взаимодействием возрастающего магнитного поля соленоида с шаром, Шар 1 приобретает к моменту соударения с выступом 8 наковальни 3 дополнительную, но неизменную от удара к удару скорость по величине и направлению. Шар, сцентрированный магнитным полем соленоида 7, ударяет по выступу 8 наковальни 3 практически в одной и той же точке, обеспечивая постоянство параметров ударного нагружения по всем частотным составляющим. Анализируя спектральные характеристики ударного нагружения в исследуемых точках изделия, местах его крепления с помощью спектранализирующей аппаратуры, получают АЧХ (коэффициенты передачи по ускорению), которые необходимы для оценки прочности изделия и его компонентов.

Стенд используют следующим образом.

Соленоид имеет канал с диаметром вверху 14 мм, диаметр внизу в месте установки на наковальню 12 мм, диаметр шараударника 10 мм. Зазор между стенками канала и поверхностью ударника, равный 1 мм, необходим для компенсации погрешности изготовления и установки соленоида на станину. Соленоид выполнен в виде четырех секций с целью обеспечения возраста50

55 изделий, содержащий станину с наковальней, закрепленное на станине приспособление для установки испытуемого изделия, ударник в виде шара и установленный на станине механизм сброса шара на наковальню, отличающийся тем, что, с целью повышения точности испытаний путем обеспечения стабильности условий соударения шара с наковальней и расширения эксплуатационных возможностей за счет увеличения интенсивности динамической ния плотности намотки витков на единицу его длины в направлении падения шара, Секции имеют равную длину намотки при общей длине намотки соленоида 160 мм, 5 причем число витков на единицу длины в каждой секции постоянно, Секционные обмотки соленоида намотаны проводом

ПЭТВ-2 ф 0,50 мм, соединены последовательно между собой и имеют следующее

10 количество витков; первая сверху — 600, вторая, третья и четвертая — соответственно

900, 1200 и 1500 витков. Соленоид запитывается от источника постоянного тока напряжением 20 В, при этом сила тока в

15 обмотке достигает 0,6 А.

Наковальня выполнена с выступом,введенным в нижний конец канала соленоида, Экспериментально установлена оптимальная высота выступа Н для достижения наи20 большей интенсивности .ударного нагружения

Н =-1,5 d», где d — диаметр канала соленоида внизу в месте установки на наковальню; Н вЂ” высота

25 выступа, равная 18 мм.

Диаметр выступа равен 8 мм. Уменьшение диаметра выступа по отношению к диаметру канала соленоида приводит к увеличению концентрации силовых линий

30 магнитного поля в его теле.

Проведены опыты для оценки точности (воспроизводимости) параметров и интенсивности ударного нагружения предложенного стенда. Результаты опытов

35 представлены в таблице.

Среднеквадратическое отклонение ов и

cpepHeå значение Х максимального ускорения при этом соответственно составляют о, = 2,68 м/с, X> = 6500 мlc .

40 Применение предлагаемого стенда для динамлческих испытаний изделий по сравнению с прототипом и базовым объектом позволяет повысить воспроизводимость параметров ударного нагружения в 6 раз, интенсивность ударного нагружения — в 2,24 раза.

Формула изобретения

1. Стенд для динамических испытаний

1717986

6450-6470 6470-6490

6490 †65

6510 †65

6370-6450

Максимальное ускорение, м/с

6530-6570

494

Количество

onытов

Составитель К).Денисевич

Техред M.Mîðãeíòàë Корректор M.Màêñèìèøèíåö

Редактор Л.Гратилло

Заказ 871 Тираж Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Ю нагрузки, он снабжен устройством для центрирования и разгона шара, выполненным в виде размещенного между механизмом сброса шара и наковальней соленоида, ось которого совпадает с линией падения шара, а наковальня выполнена с выступом, введенным в нижний конец канала соленоида.

2. Стендпоп.1,отлича ющийсятем, что плотность намотки витков соленоида на единицу его длины возрастает в направлении падения шара.

5 3. Стенд по пп, 1и 2, отл ич а ю щи йс я тем, что канал соленоида выполнен конусообразным, причем его более узкая часть обращена к наковальне.