×
25.08.2018
218.016.7ecf

УДАРНЫЙ ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ СТЕНД

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для испытания изделий на виброударные воздействия. Устройство содержит фундамент, на котором размещено устройство формирования ударного импульса, поддон, закрепленный на копре с возможностью перемещения и соударения с устройством формирования ударного импульса. Дополнительно введено приспособление, состоящее из основания и крышки, на которой установлен объект испытаний, соединенных между собой крепежными элементами со стороны верхнего торца крышки. При этом между каждым крепежным элементом и верхним торцом крышки установлен по крайней мере один упругий элемент для поджатия крышки к основанию, которое жестко соединено с поддоном при помощи крепежных элементов. Технический результат заключается в обеспечении возможности воспроизведения на объекте испытаний многократного синусоидального ударного импульса положительной полярности (без перехода в отрицательную область ударного ускорения), одинаковой амплитуды и длительности за одно нагружение устройства (один опыт) с заданными параметрами при нагружениях устройства на испытательном ударном стенде. 5 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для испытания изделий на виброударные воздействия.

Известен стенд для динамических испытаний изделий, содержащий стол для закрепления испытуемого изделия, установленный в центральной части связанного с основанием упругого элемента, и средство создания ударной нагрузки (см. патент RU №2242731 от 01.04.2003 «Стенд для динамических испытаний изделий» Иванов А.И., Кияткин А.Е., опубликован 20.12.2004 г.). Упругий элемент представляет собой пакет тарельчатых пружин, заключенный в корпус, а стол снабжен двусторонними упорами для упругого элемента с изменяемым положением и установлен с возможностью продольного перемещения относительно него. Установка двусторонних упоров обеспечивает при деформировании упругих элементов перемещение объекта испытаний (ОИ) в двух взаимно противоположных направлениях. Средством создания ударной нагрузки может являться как разрывной элемент, соединенный с рабочим столом, так и падающий груз. Данное изобретение позволяет проводить испытания конструкций знакопеременными квазипериодическими затухающими импульсами.

Недостатками данного стенда являются:

- невозможность нагружать объект испытаний незатухающими периодическими нагрузками синусоидального вида, так как нагрузка к ОИ прикладывается импульсно и вся энергия удара сразу преобразуется в потенциальную энергию сжатых пружин, после чего происходит ее высвобождение в виде механического колебания пружин с перемещением ОИ вдоль оси колебания, что соответствует затухающему и квазипериодическому характеру приложения нагрузки к ОИ.

- знакопеременный характер действующей на ОИ нагрузки.

Известен способ формирования трапецеидального ударного импульса на ударном испытательном стенде с помощью тормозного устройства (см. патент RU №1778600 от 19.07.1989 г. «Способ формирования трапецеидального ударного импульса на ударном испытательном стенде» Добровольский Е.Г., опубликован в Б.И. №44 30.11.1992 г.). Способ реализован устройством, которое содержит основание, установленный на нем крешер из упругопластического материала и охватывающую часть крешера обойму, скрепленную с основанием с помощью резьбы, поршень со штоком, выходящим из обоймы. Между торцом обоймы и основанием имеется зазор для выдавливания через него материала крешера.

Вышеуказанное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому ударному испытательному стенду и поэтому выбрано в качестве прототипа.

Недостатком вышеуказанного устройства является то, что с помощью данного устройства возможно проводить погружение объекта испытаний только единичным трапецеидальным импульсом, что не соответствует требуемым параметрам ударного импульса, действующего на ОИ в реальных условиях.

Решаемой задачей является создание ударного испытательного стенда для проведения испытания изделий незатухающими периодическими синусоидальными импульсами положительной полярности.

Достигаемым техническим результатом является обеспечение возможности воспроизведения на ОИ многократного синусоидального ударного импульса положительной полярности (без перехода в отрицательную область ударного ускорения), одинаковой амплитуды и длительности за одно нагружение устройства (один опыт) путем преобразования одиночного ударного импульса трапецеидальной формы, формируемого с помощью тормозного устройства, в сложный выходной синусоидальный импульс с заданными параметрами при нагружениях устройства на испытательном ударном стенде.

Для достижения технического результата в ударном испытательном стенде, содержащем объект испытаний, фундамент, на котором размещено устройство формирования ударного импульса, поддон, закрепленный на копре с возможностью перемещения и соударения с устройством формирования ударного импульса, новым является то, что дополнительно введено приспособление, состоящее из основания и крышки, на которой установлен объект испытаний, соединенных между собой крепежными элементами со стороны верхнего торца крышки, при этом между каждым крепежным элементом и верхним торцом крышки установлен по крайней мере один упругий элемент для поджатая крышки к основанию, которое жестко соединено с поддоном при помощи крепежных элементов.

Новая совокупность существенных признаков в заявляемом устройстве позволяет проводить испытания изделий незатухающими периодическими синусоидальными импульсами положительной полярности.

Изобретение реализуется схемой, представленной на фиг. 1.

Ударный испытательный стенд содержит объект испытаний 1, фундамент 2, на котором размещено устройство формирования ударного импульса 3, поддон 4, закрепленный на копре (на фиг. 1 не показан) с возможностью перемещения и соударения с устройством формирования ударного импульса 3. Дополнительно введено приспособление, состоящее из основания 5 и крышки 6, на которой установлен объект испытаний 1, соединенных между собой крепежными элементами 7 (болтами М8) со стороны верхнего торца крышки 6. Между каждым крепежным элементом 7 и верхним торцом крышки 6 установлены два упругих элемента в виде тарельчатых пружин 8 для поджатая крышки 6 к основанию 5, которое жестко соединено с поддоном 4 при помощи крепежных элементов 9 (болты М10).

Ход испытательной крышки 6 вверх ограничен максимально возможной величиной деформации тарельчатых пружин 8, установленных под головки болтов М8 7. Присутствует возможность установки одной или пакета тарельчатых пружин 8, а также возможность изменения их начального поджатия с помощью гаек 10 для регулировки параметров результирующего импульса ударного ускорения, приходящего на объект испытаний 1 (ОИ).

Настройка требуемой частоты колебаний крышки с ОИ осуществляется с помощью тарельчатых пружин, которые формируют в пакеты по различным схемам (одиночной, параллельной, последовательной, параллельно-последовательной), тем самым варьируя их жесткость, а также величиной предварительного поджатия пакетов с помощью гаек.

Возбуждение колебательной системы и требуемая амплитуда результирующих синусоидальных колебаний ударного ускорения на ОИ обеспечивается внешним ударным воздействием A(t), которое формируется с помощью устройства формирования ударного импульса.

Количество периодов синусоидальных колебаний определенной частоты регулируется длительностью внешнего трапецеидального ударного импульса A(t) за счет изменения скорости в момент удара V0.

Устройство работает следующим образом. Рассмотрим случай, когда под головки болтов М8 установлено три пакета тарельчатых пружин сформированных по двухпараллельной схеме.

Объект испытаний 1, установленный в испытательное приспособление, закрепленное на поддоне 4, поднимается над устройством формирования ударного импульса 3 на высоту, достаточную для достижения необходимой скорости соударения. Далее происходит сброс приспособления вниз по направляющим ударного стенда, обеспечивающим приложение нагрузки строго в вертикальном направлении. В момент удара устройство формирования ударного импульса 3 реализует трапецеидальный ударный импульс, который передается на основание 5 за счет жесткой связи с поддоном 4, возбуждая тем самым крышку 6 с ОИ 1. Так как движение крышки 6 вниз жестко ограничено основанием 5, возбуждение происходит с наиболее крутым фронтом. В процессе ударного нагружения крышка 6 с ОИ 1 совершает колебательные движения на частоте, определяемой жесткостью упругих элементов 8, при этом характер перегрузки на ОИ 1 будет иметь вид, представленный на фиг. 2.

Данная схема может быть реализована на ударных стендах свободного падения, рычажных копрах, горизонтальных ударных стендах.

Как известно из теории удара, при мгновенном изменении скорости и ускорения основания системы (простая ступень скорости), реакция системы (абсолютное смещение) будет иметь вид, показанный на фиг. 3.

Как видно из чертежа, в случае возбуждения изменением скорости (ускорения) результирующая скорость (ускорение) системы всегда положительна, за исключением моментов времени t=0, Т, 2Т …, когда оно равно нулю. Собственный период колебаний системы Т=2π/ωn.

Для такой системы являются характерными два типа максимальных значений отклонений. Первым является результирующая амплитуда реакции - амплитуда свободных колебаний системы относительно конечного положения крепления νR:

.

Второй максимум представляет собой наибольшую величину реакции ν. Как правило, она имеет тот же знак, что и возбуждение, и составляет:

.

Далее, рассмотрим реакцию системы, вызванную однократным симметричным возбуждением прямоугольной формы. Функции возмущения и реакции во времени описываются следующими уравнениями:

;

,

где T - период собственных колебаний возбуждаемой системы.

Для нашего случая характерным является условие, когда отношение - равно целому числу (в примере ). В этом случае реакция системы на внешний одиночный импульс прямоугольной формы будет иметь вид, представленный на фиг. 4.

Для достижения реакции системы, представленной на фиг. 2, в качестве внешнего ударного импульса используется трапецеидальный импульс A(t). Качественная картина реакции крышки с ОИ на данный импульс A(t) представлена на фиг. 5.

Многие функции ступенчатого возбуждения возрастают до постоянной максимальной величины за конечный промежуток времени τф, называемый временем нарастания.

Для максимального приближения ожидаемой реакции НЭД к расчетному ударному импульсу необходимо, чтобы коэффициент динамичности β находился в диапазоне β=1,9…2, (см. «Справочник по ударным нагрузкам. Судостроение.», Сирил М. Харрис, Чарльз И. Крид, Л, 1980 г. стр. 26, 27). может быть достигнуто при соотношении . Исходя из данных соотношений получены следующие параметры внешнего ударного трапецеидального импульса A(t):

- длительность фронта τф=(0,2…0,3)⋅Т;

- величина пикового ускорения внешней ударной нагрузки .

Длительность вершины трапецеидального импульса должна быть не менее 2,25 периодов колебаний ОИ, т.е. τвер=2,25⋅T.

Необходимая скорость удара V0 молота о прокладку вычисляется по формуле:

.

Реализация параметров внешнего ударного импульса осуществлялась с помощью специального устройства формирования ударного импульса - крешера. Для формирования наиболее крутого фронта нарастания нагрузки τф устройство формирования ударного импульса предварительно подвергается холодному пластическому деформированию на необходимую величину.

Возбуждение колебательной системы и требуемая амплитуда результирующих синусоидальных колебаний ударного ускорения на ОИ обеспечиваются внешним ударным воздействием, которое формируется с помощью устройства формирования ударного импульса. Форма результирующего ударного импульса представлена на фиг. 2.

Количество периодов синусоидальных колебаний определенной частоты регулируется длительностью внешнего трапецеидального ударного импульса за счет изменения скорости в момент удара.

Был изготовлен ударный испытательный стенд, испытания которого подтвердили возможность получения результирующих синусоидальных колебаний ударного ускорения на ОИ.

Ударный испытательный стенд, содержащий фундамент, на котором размещено устройство формирования ударного импульса, поддон, закрепленный на копре с возможностью перемещения и соударения с устройством формирования ударного импульса, отличающийся тем, что дополнительно введено приспособление, состоящее из основания и крышки, на которой устанавливается объект испытаний, соединенных между собой крепежными элементами со стороны верхнего торца крышки, при этом между каждым крепежным элементом и верхним торцом крышки установлен по крайней мере один упругий элемент для поджатая крышки к основанию, которое жестко соединено с поддоном при помощи крепежных элементов.
УДАРНЫЙ ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ СТЕНД
УДАРНЫЙ ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ СТЕНД
УДАРНЫЙ ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ СТЕНД
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 41-50 из 796.
27.06.2015
№216.013.585b

Устройство для инициирования

Изобретение относится к области пиротехники и может быть использовано в конструкциях воспламенительных устройств для инициирования горения различных веществ в герметичном объеме, в частности при инерционных воздействиях в процессе срабатывания устройства. Устройство для инициирования содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554160
Дата охранного документа: 27.06.2015
27.06.2015
№216.013.58ed

Способ оценки микромеханических характеристик локальных областей металлов

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для прогнозирования свойств металлов и сплавов. Сущность: подбирают образцы одной марки стали, термообработанные при разных режимах. Внедряют индентор в произвольную зону образца, пошагово увеличивают нагрузку в заданном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554306
Дата охранного документа: 27.06.2015
27.06.2015
№216.013.590c

Узкополосный кольцевой волоконный лазер

Узкополосный кольцевой волоконный лазер состоит из диода накачки, элемента Пельтье и кольцевого однонаправленного резонатора. Указанный резонатор включает активное волокно, делитель излучения, поляризационный циркулятор, волоконно-оптический изолятор и спектральный уплотнитель с линейной частью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554337
Дата охранного документа: 27.06.2015
27.06.2015
№216.013.5a63

Способ регулирования температурного уровня контурной тепловой трубы

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к контурным тепловым трубам (КТТ), и может быть использовано для термостабилизации различных теплонагруженных объектов. В способе регулирования температурного уровня контурной тепловой трубы путем автоматически регулируемого теплового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554680
Дата охранного документа: 27.06.2015
10.07.2015
№216.013.5b9e

Контактный датчик

Изобретение относится к средствам инициирования, а именно к реакционным контактным датчикам. Контактный датчик содержит проводник в виде провода, уложенного зигзагообразно между слоями из диэлектрического материала. Проводник уложен в пазы, выполненные в одном из слоев. Слои выполнены из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554995
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.5c69

Стенд для градуировки акселерометров

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к стендам поверочным для градуировки акселерометров с использованием более точных средств измерения. Стенд для градуировки акселерометров содержит тензометрическое устройство с градуируемым акселерометром, тензодатчиками и бойком, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555198
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.5fc3

Пожарный клапан

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для защиты рабочих емкостей от избыточного давления при возникновении пожара, например для аварийного перекрытия систем трубопроводов. Пожарный клапан с входным и выходным отверстиями содержит установленные во внутренней полости корпуса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556056
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.08.2015
№216.013.6f85

Способ переработки отработавшего ядерного топлива

Изобретение относится к средствам переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ). В заявленном способе разрушенные при рубке ТВЭЛов таблетки оксидного отработавшего ядерного топлива подвергают растворению при нагревании в водном растворе нитрата железа(III) при мольном отношении железа к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560119
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.7253

Способ очистки жидких радиоактивных отходов

Изобретение относится к способу очистки жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Заявленный способ предусматривает дозированное введение в кубовый остаток ЖРО перекиси водорода, обработку кубового остатка УФ-излучением ксеноновой лампы, микрофильтрацию с отделением шлама, содержащего радиоактивный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560837
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.72a7

Устройство для калибровки датчиков импульсного давления

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к калибровке датчиков импульсного давления методом создания импульсного давления в гидравлической камере. Устройство для калибровки датчиков импульсного давления содержит основание, на котором горизонтально закреплен подвижный подпор, на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560921
Дата охранного документа: 20.08.2015
Показаны записи 1-5 из 5.
27.12.2013
№216.012.8fbb

Способ передне-бокового доступа для эндопротезирования тазобедренного сустава

Изобретение относится к области медицины, а именно травматологии и ортопедии. Технический результат изобретения состоит в улучшении функции тазобедренного сустава в послеоперационном периоде, ускорении реабилитационного периода и сокращении сроков госпитализации пациентов. Положение пациента на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502488
Дата охранного документа: 27.12.2013
25.08.2017
№217.015.a96e

Тензопреобразователь

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения относительной деформации. Сущность: тензопреобразователь содержит гибкую диэлектрическую подложку и, по крайней мере, четыре тензорезистора с токоподводящими дорожками, размещенных на одной стороне подложки с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611894
Дата охранного документа: 01.03.2017
25.08.2017
№217.015.c2a1

Стенд для испытания средств инициирования, взрывных и пиротехнических устройств в условиях действия импульсов ударного ускорения

Изобретение относится к области специального оборудования, предназначенного для испытаний на работоспособность средств инициирования (СИ), взрывных и пиротехнических устройств (ВУ и ПУ), а также систем взрывной автоматики (СВА), в частности электродетонаторов (ЭД) в условиях действия ударных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617728
Дата охранного документа: 26.04.2017
06.09.2019
№219.017.c81f

Установка центробежная и держатель изделия для центробежной установки

Группа изобретений относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытаний изделий на воздействие линейных ускорений. Установка центробежная содержит фундаментную опору, вертикальный двухопорный вал с верхней и нижней опорами, привод вала, установленный на раме, шарнирно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002699302
Дата охранного документа: 04.09.2019
17.06.2023
№223.018.7e90

Способ испытаний объекта на комбинированное воздействие внешних факторов

Изобретение относится к области испытаний объектов на комбинированное воздействие внешних факторов. Способ испытаний заключается в одновременном воздействии на объект испытаний (ОИ), помещенный в климатическую камеру, механических и температурных нагрузок. До установки в климатическую камеру ОИ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002770961
Дата охранного документа: 25.04.2022
+ добавить свой РИД