Максимальное ударное ускорение
Cтраница 3
Сущность метода калибровки ударных акселерометров, основанного на определении силы удара, сводится к следующему. На соударяемых телах устанавливают датчик силы и ударный акселерометр. При соударении регистрируют изменение выходных сигналов датчика силы и ударного акселерометра во времени, сравнивают максимальные значения силы и ударного ускорения по зарегистрированному процессу, а затем, зная массу соударяющихся тел и чувствительность датчика силы, определяют коэффициент масштаба ударной перегрузки, максимальное ударное ускорение и чувствительность градуируемого ударного акселерометра. В качестве образцовых датчиков силы применяют тензодатчики или динамометры. [31]
На рис. 18, а, б показана схема устройства маятникового типа для калибровки ударного акселерометра. На наковальне 1 размещено тормозное устройство 2 для формирования ударного импульса при соударении с подвешенным на тягах 3 ударником 4, на заднем торце которого установлен градуируемый ударный акселерометр. Оптический датчик положения 8 формирует управляющий сигнал на запуск электронного осциллографа перед моментом соударения ударника о наковальней. Длительность, максимальное ударное ускорение, форма воспроизводимого ударного импульса зависят от типа тормозного устройства, начальную скорость соударения регулируют изменением угла отклонения ударника на маятниковом подвесе. [32]
На рис. 18, а, б показана схема устройства маятникового типа для калибровки ударного акселерометра. На наковальне 1 размещено тормозное устройство 2 для формирования ударного импульса при соударении с подвешенным на тягах 3 ударником 4, на заднем торце которого установлен градуируемый ударный акселерометр. Оптический датчик положения 8 формирует управляющий сигнал на запуск электронного осциллографа перед моментом соударения ударника с наковальней. Длительность, максимальное ударное ускорение, форма воспроизводимого ударного импульса зависят от типа тормозного устройства, начальную скорость соударения регулируют изменением, угла отклонения ударника на маятниковом подвесе. [33]
Естественно, что при применении другой конструкции СП или ДУ модель будет иная, однако в любом случае - это колебательная система, содержащая массы и упругие элементы. Непосредственно перед ударом СП не соприкасается с ДУ. В первый момент удара буфер СП касается приемной розетки ДУ и начинается сложное колебательное движение системы, при котором возможны отскоки СП и даже ДУ. Цель расчета - найти не только максимальное ударное ускорение, действующее на СП, но и оценить максимальное перемещение подвижной части ДУ относительно неподвижной и тем самым определить конструктивные требования к ДУ. [34]
При этом в обоих случаях сигналы с ударного акселерометра и тензодатчиков регистрируются на экране двухлучевого электронного осциллографа. При интегрировании погрешность калибровки возрастает, что связано с влиянием выброса на переднем фронте выходного сигнала ударного акселерометра, а также с влиянием колебаний, наложенных на этот сигнал. Волновую скорость в стержне С0 определяют по осциллограмме, находя временной интервал между выходными сигналами тензодатчиков, соответствующими прохождению прямой и отраженной ударных волн. Устройство позволяет осуществлять калибровку ударных акселерометров при значениях максимального ударного ускорения до 12 - 104 м-с 2 и выше и оптимальной длительности ударного импульса, близкого по форме к полусинусоидальному закону изменения ударного ускорения во времени, не менее 0 075 - 10 - s с. [35]
Формируют заданный закон в процессе соударения тел путем деформирования специального тормозного устройства. При этом происходят упругие или упругопластические деформации тормозного устройства. Большинство тормозных устройств выполнено так, что в момент достижения максимального ударного ускорения скорость ударяющего тела падает до нуля. Однако в тормозных устройствах некоторых типов при достижении максимального ударного ускорения скорость ударяющего тела гасится не полностью. [36]
 |
Устройство маятникового типа для калибровки ударных акселерометров с применением мерного стержня Гопкинсона. а - функциональная схема. б - изменение перемещения частиц. [37] |
При этом в обоих случаях сигналы с ударного акселерометра и тензодатчиков регистрируются на экране двухлучевого электронного осциллографа. При интегрировании погрешность калибровки возрастает, что связано с влиянием выброса на переднем фронте выходного сигнала ударного акселерометра, а также с влиянием колебаний, наложенных на этот сигнал. Волновую скорость в стержне Со определяют по осциллограмме, находя временнбй интервал между выходными сигналами тензодатчиков, соответствующими прохождению прямой и отраженной ударных волн. Устройство позволяет осуществлять калибровку ударных акселерометров при значениях максимального ударного ускорения до 12 - 10 м-с и выше и оптимальной длительности ударного импульса, близкого по форме к полусинусоидальному закону изменения ударного ускорения во времени, не менее 0 075 - 10 - с. [38]
Длину ударника выбирают в соответствии с теорией Герца: длительность воспроизводимого ударного импульса должна быть больше времени прохождения упругой волны в ударнике. В табл. 4 показана зависимость максимальной контактной силы, ударного ускорения и длительности ударного импульса от радиуса сферы R ударяющей части, высоты падения h на маятниковом подвесе и массы т ударника. Для воспроизведения ударных ускорений больших уровней необходимо увеличить радиус сферы ударяющей части и высоту падения ударника при одновременном уменьшении массы ударника. Устройство позволяет воспроизводить ударные импульсы, по форме близкие к полусинусоиде, при максимальном ударном ускорении до 10s мХ Хс-2. Основная погрешность устройства связана с потерями на трение в шарнирах системы подвески ударника. Однако при оптимальном выборе системы подвески эта погрешность может быть сведена до минимума. [40]
 |
Номограмма для определения основных параметров ударного импульса и условий его воспроизведения при использовании тормозного устройства с линейной силовой характеристикой. [41] |
Ударяющее тело с акселерометром устанавливают на сферическом выступе датчика силы. Затем быстро поднимают установленный груз, фиксируя выходной сигнал датчика силы f / max, изменение которого в момент подъема груза соответствует весу груза. После этого ударяющее тело с акселерометром поднимают по направляющим на необходимую высоту, свободное или ускоренное падение с которой приводит при соударении с датчиком силы к воспроизведению ударного импульса с требуемым уровнем максимального ударного ускорения. [42]
Их действие основано на использовании упругодеформируемого элемента, который при соударении меняет свою форму в пределах упругих деформаций, а по окончании ударного процесса восстанавливает свою форму. Силовые характеристики этих тормозных устройств, как правило, идентичны на активном и пассивном этапах удара, что позволяет воспроизводить ударные нагрузки симметричных форм. По виду силовой характеристики различают тормозные устройства с постоянной и переменной силовыми характеристиками. Тормозные устройства с постоянной силовой характеристикой позволяют воспроизводить ударные импульсы постоянной длительности, максимальное ударное ускорение зависит от начальной скорости соударения. Тормозные устройства с переменной силовой характеристикой позволяют изменять как максимальное ударное ускорение, так и длительность воспроизводимого ударного нагружения, а в отдельных случаях - формы ударного нагружения. В качестве упругодеформируемого элемента применяют прокладки из резины или пластиков, пневматические, гидравлические, пневмогидравлические устройства. [43]
Их действие основано на использовании упругодеформируемого элемента, который при соударении меняет свою форму в пределах упругих деформаций, а по окончании ударного процесса восстанавливает свою форму. Силовые характеристики этих тормозных устройств, как правило, идентичны на активном и пассивном этапах удара, что позволяет воспроизводить ударные нагрузки симметричных форм. По виду силовой характеристики различают тормозные устройства с постоянной и переменной силовыми характеристиками. Тормозные устройства с постоянной силовой характеристикой позволяют воспроизводить ударные импульсы постоянной длительности, максимальное ударное ускорение зависит от начальной скорости соударения. Тормозные устройства с переменной силовой характеристикой позволяют изменять как максимальное ударное ускорение, так и длительность воспроизводимого ударного нагруже-ния, а в отдельных случаях - формы ударного нагружения. В качестве упругодеформируемого элемента применяют прокладки из резины или пластиков, пневматические, гидравлические, пневмогидравлические устройства. [44]
В зависимости от принципа создания ударного воздействия все ударные стенды можно разделить на два основных вида: 1) стенды, действие которых основано на принципе торможения предварительно разгоняемого до требуемой скорости тела; 2) стенды, действие которых основано на принципе разгона тела до требуемой скорости. В практике ударных испытаний наибольшее распространение получили ударные стенды, действие которых основано на принципе торможения. Кинетическая энергия, приобретенная телом в процессе предварительного разгона, гасится в результате соударения с неподвижной преградой. В конце торможения ударяющего тела скорость соударения падает до нуля, а ударное ускорение и перемещение тел относительно друг друга достигают максимальных значений. Очевидно, что начальная скорость соударения тел, максимальное перемещение в процессе соударения и максимальное ударное ускорение взаимосвязаны при известных массах соударяющихся тел и определяют условия воспроизведения заданного закона изменения ударного ускорения во времени. [45]
Страницы: 1 2 3 4