Stoßdämpfung bedeutet. Dämpfung des Bootsbodens, um Stoßbelastungen zu absorbieren. Schutz von Strukturen mit Stoßdämpfern und Dämpfern

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Stoßprüfung von Stoßdämpfern und kann bei der Konstruktion von Stoßschutzvorrichtungen aus Verbundwerkstoffen verwendet werden. Das Ziel der Erfindung ist es, Eigenschaften von Stoßdämpfern zu erhalten, die die Effizienz ihres Betriebs bei Stoßeinwirkungen zeigen (Koeffizienten der Effizienz der Stoßdämpfung von Stoßdämpfern in Verbindung mit Strukturdämpfung, Dämpfung in Materialien sowie aufgrund unterschiedlicher akustischer Steifigkeit verschiedene Elemente Stoßdämpfer usw.) Es werden Prüfungen an einer Anlage durchgeführt, deren Gütefaktor mindestens um eine Größenordnung höher ist als der Gütefaktor des Stoßdämpfers. Der erforderliche Koeffizient ist gleich dem Produkt der Koeffizienten, die verschiedenen physikalischen Eigenschaften des Stoßdämpfers zugeordnet sind. Gleichzeitig ermöglicht das Ersetzen der Dämpfungsauskleidungen durch Auskleidungen aus verschiedenen Materialien mit vorbekannten Dämpfungseigenschaften, jeden der Koeffizienten als Ergebnis der Analyse von Aufprallspektren, die bei Aufprallversuchen erhalten wurden, zu bestimmen. Der technische Effekt besteht darin, die Qualität der Untersuchung des Prozesses von Stoßdämpfern bei Stoßeinwirkungen zu verbessern. 6 krank.

Die vorgeschlagene technische Lösung bezieht sich auf das Gebiet der Prüfung von Stoßdämpfern aus Verbundwerkstoffen auf deren Dämpfungseigenschaften bei Aufprall. In letzter Zeit erfordert die Verwendung neuer Materialien (Metall-Gummi, kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe usw.) in Schutzsystemen gegen Vibrationsschockbelastungen auf Schiffen, Flugzeugen und Raumfahrzeugen eine ausreichend genaue Bestimmung der Wirksamkeit jedes einzelnen Stoßes Absorberelemente. Aktuell bekannt verschiedene Wege Bestimmung der Dämpfungseigenschaften von Stoßdämpfern. Beispielsweise wird bei der Untersuchung von Stoßdämpfern, die unter relativ langsam wechselnden äußeren Einflüssen arbeiten, die Methode der Schätzung des Absorptionskoeffizienten durch Analyse der Hystereseschleife verwendet (IM Babakov "Theory of Oszillations", S. 153-154, Moskau: Nauka, 1968). Diese Tests berücksichtigen jedoch die Energiedissipation über einen vollen Schwingungszyklus. Um Geräte vor Stoßeinwirkungen (oft explosiver Natur) zu schützen, werden Stoßdämpfer verwendet, die in erster Linie die Amplitude der Vorderfront der Stoßwelle von Verformungen reduzieren sollen. Die Reduzierung von Sekundärschwingungen ist normalerweise kein großes Problem. Am besten geeignet ist in diesem Fall die Analyse der Amplituden-Frequenz-Kennlinien oder der Gesamtwerte des Aufpralls vor und nach dem Stoßdämpfer. Zum Beispiel (A. Nashif et al. Dämpfung von Schwingungen, S. 190, M.: Mir, 1988, Prototyp) besteht die Methode zur Konstruktion der Amplituden-Frequenz-Kennlinie darin, Schwingungen im Prüfling anzuregen, indem die aufgebrachte Erregerkraft gemessen wird an einem gegebenen Punkt, Bestimmen der dynamischen Reaktion unter Verwendung von Beschleunigungsmessern und Dehnungssensoren und dann Vergleichen der Amplituden-Frequenz-Reaktion vor und nach dem Stoßdämpfer. Die Verwendung eines harmonischen Fourier-Analysators sowie ähnlicher Rechentechniken gilt in der Regel nur für den Fall der "Nachwirkung" (wenn der Aufprall bereits beendet ist und die Sekundärschwingung untersucht wird). Darüber hinaus führt die Verwendung von Anlagen mit ausreichend geringer Güte zur Prüfung (zB Schwingständer) zu einer Überschätzung der Dämpfungseigenschaften von Stoßdämpfern. Das oben beschriebene Verfahren erlaubt es auch nicht, die Streuung von äußeren Einflüssen aufgrund verschiedener physikalischer Eigenschaften der Stoßdämpfer (Strukturdämpfung, Reflexion an Begrenzungen usw.) zu trennen. Der Zweck dieser technischen Lösung besteht darin, die oben genannten Nachteile teilweise zu beseitigen, was eine bessere Untersuchung des Vorgangs des Stoßdämpferbetriebs unter Stoßeinwirkungen ermöglicht. Die vorgeschlagene technische Lösung unterscheidet sich dadurch, dass der Stoßdämpfer auf eine Anlage belastet wird, deren Gütefaktor nicht weniger als eine Größenordnung höher ist als der Gütefaktor des Stoßdämpfers, und die Tests werden nacheinander durchgeführt, wobei zuerst die Zusammenhang zwischen den Kräften und Verformungen im Stoßdämpfer bei Stoßeinwirkung, dann Bestimmung der akustischen Steifigkeit des Stoßdämpfers bei unterschiedlicher Belastung, anschließend werden die Prüfungen mit Auskleidungen gleicher Bauart aus unterschiedlichen Materialien mit vorgegebenen Dämpfungseigenschaften durchgeführt, und die Bewertung der Stoßdämpfungseffizienz erfolgt durch Vergleich der Stoßbeschleunigungsspektren an den Kontrollpunkten, während der Stoßdämpfungseffizienzkoeffizient als Produkt der Koeffizienten dargestellt wird, von denen jeder durch Analyse der Stoßspektren von Testbeschleunigungen von . bestimmt wird die bereits erwähnten Liner. Das Wesen der vorgeschlagenen technischen Lösung wird durch Zeichnungen veranschaulicht, wobei in Abb. 1 zeigt einen Stoßdämpfer aus Metallgummi 7VSh60 / 15, Abb. Figur 2 den Zusammenhang zwischen Kräften und Verformungen p- (Hystereseschleife), Elastizitätsmodul (als Tangente eines Winkels) und Schallgeschwindigkeit im Material; Figur 3 ein Diagramm des Versuchsaufbaus; 4-6 zeigen den Gesamtkoeffizienten der Stoßdämpfungseffizienz, den aufgrund der Strukturdämpfung erhaltenen Koeffizienten und den aufgrund der Dissipation in Metallgummi erhaltenen Koeffizienten. Betrachten wir als Beispiel einen Stoßdämpfer aus Metallgummi (Abb. 1) und versuchen mit dem vorgeschlagenen Algorithmus die Dämpfungseigenschaften des Stoßdämpfers zu bewerten. Wenn sich die Verformungswelle dem Stoßdämpfer nähert, wird sowohl ihre Reflexion aufgrund verschiedener Stoßsteifigkeiten und Streuung im Material (Metallgummi des Stoßdämpfers) als auch aufgrund der strukturellen Dämpfung des Stoßdämpfers selbst (Anziehgrad, Spiel usw.) auftreten. Sei der Gesamtkoeffizient der Stoßdämpfungseffizienz. ich = 1i 2i 3i,

Wobei 1i ein mit struktureller Dämpfung verbundener Koeffizient ist;

2i - Koeffizient, der mit den Werten der akustischen Steifigkeit verbunden ist;

3i ist ein Koeffizient, der sich auf die Materialstreuung bezieht. Offensichtlich ist für die verwendeten Materialien 3i = 1 (außer bei Metall-Gummi, da die Abmessungen der Einsätze klein sind und die Streuung im Material erst bei L> 1 m zu wirken beginnt und selbst dann 1-2% ausmacht pro 1 m OD Alimov and other Impact, Ausbreitung von Deformationswellen in Stoßsystemen (Moskau: Nauka, 1982). Unter dem Dämpfungswirkungskoeffizienten selbst entsprechend dem Stoßspektrum versteht man die Amplituden-Frequenz-Kennlinie des Verhältnisses der Stoßspektren zu den Beschleunigungen des VIP vor und nach dem Stoßdämpfer:

1 = A B1i / A B2i. Koeffizient

Zeigt die Wirksamkeit verschiedener Liner an, da 1i = const (der gleiche Stoßdämpfer) und für alle Liner, außer Metallgummi, 3i = 1, dann

Ij = (1i 2i 3i) / (1j 2j 3j) = 2i 3i / 2j. Betrachten Sie ein Material, dessen akustische Steifigkeit gleich der akustischen Steifigkeit von Metallgummi ist, dann

Das heißt, wir erhalten den Dämpfungskoeffizienten der Stoßwelle, der die Eigenschaften von Metallkautschuk charakterisiert. Wie Sie wissen (LG Shaimordanov. Statistische Mechanik verformbarer poröser Faservlieskörper. Krasnojarsk, 1989), ist Metallkautschuk ein Material mit ausgeprägten nichtlinearen Eigenschaften. Darüber hinaus können die Dämpfungseigenschaften eines Materials durch die Geschwindigkeit (Schock und Explosion) und die Art der Belastung beeinflusst werden. Gleichzeitig ist die Hystereseschleife (ihr begrenzender rechter Zweig) bei einem Metall-Gummi-Stoßdämpfer im Bereich der begrenzenden Verformungen nicht von der Belastungsgeschwindigkeit abhängig. In Kenntnis der Abhängigkeit von P- (Hystereseschleife) und der Größe des Aufpralls (in Form eines Kraftimpulses) ist es also möglich, für jeden Moment den Youngschen Modul und damit die Schallgeschwindigkeit zu erhalten (Abb 2). Durch die Auswahl verschiedener Aufprallwerte und akustischer Steifigkeitswerte ist es möglich, die Koeffizienten der Dämpfung des Aufprallaufpralls in Abhängigkeit von der Stärke des äußeren Aufpralls zu erhalten. Offensichtlich sollte bei solchen Tests die Streuung von äußeren Einflüssen minimal sein. Es gibt eine bekannte Formel, die den Gütefaktor Q und das logarithmische Dekrement von Schwingungen verbindet: Q = 3,141 ... /, a = lnA1 / A2, wobei A1 und A2 die Amplituden zweier benachbarter Schwingungen sind. Daraus ist ersichtlich, dass selbst bei einer Erhöhung der Gütezahl um eine Größenordnung (80-100, für konventionelle Strukturen ca. 8-10) die Energiedissipation im Versuchsaufbau vernachlässigt werden kann. Die Verwendung des Konzepts eines Stoßspektrums von Beschleunigungen zur Bewertung der Wirksamkeit von Stoßdämpfern unter Stoßeinflüssen ermöglicht eine korrekte Analyse der Funktion von Stoßdämpfern sowohl zum Zeitpunkt der Belastung als auch nach dem Ende ihrer Wirkung (OP Doyar "Algorithmus zur Berechnung des Stoßspektrums" in der Sammlung Dynamics of systems. Numerical Methods of Investigation of Dynamical Systems, Nistru: Kishenev, 1982, S. 124-128). Ein Beispiel für die praktische Umsetzung der vorgeschlagenen Methode. Nach dem vorgeschlagenen Verfahren wurden die Dämpfungskoeffizienten für den Stoßdämpfer 7VSh60 / 15 bestimmt, der im Schwingungsschutzgurt eines von NPO PM entwickelten Raumfahrzeugs verwendet wird (Abb. 1). Das Diagramm des Testaufbaus ist in Abb. 3 dargestellt, wo 1 - Wellenleiter, 2 - Stoßdämpfer 3 - ABC-052-Beschleunigungsmesser. Es wurden 15 Bolzensprengungen durchgeführt. Das Kraftmoment für die Schraube wurde früher ermittelt. Dynamische Verformungen des Stoßdämpfers wurden mit dem Hochgeschwindigkeits-Fotoregistrierungsverfahren aufgezeichnet. Die Abhängigkeit der Dichte des Materials (Metallgummi) vom Kraftaufwand wurde nach den Passdaten des Stoßdämpfers genommen. Als Ersatz wurden Liner aus Stahl, Bronze, Aluminium, Textolith, Fluorkunststoff verwendet. Als Aufprallquelle diente ein Berstbolzen 8x54. Wenn Sie einen Metall-Gummi-Liner durch einen Stahl-Liner (Karosseriematerial und Befestigungselemente) ersetzen, erhalten Sie sofort einen mit der Strukturdämpfung verbundenen Koeffizienten, da andere Streueffekte sind ausgeschlossen. FEIGE. 4 , 5 Diagramme des Gesamtaufpralldämpfungsfaktors und des Dämpfungsfaktors, der mit der strukturellen Dämpfung verbunden ist, und FIG. 6 zeigt den Koeffizienten, der aufgrund der Streuung des Aufpralls im Metallkautschuk erhalten wird. Der Aufprallpegel betrug 6 kN. Messbereich in Amplitude bis 6000g und in Frequenz bis 10.000 Hz. Der Gesamtmess- und Verarbeitungsfehler überstieg 9-11 % nicht.

ANSPRUCH

Starke hydrodynamische Überlastungen, vereinfacht gesagt, der Aufprall von Wellen im Boden, sind zu einem der Hauptprobleme des modernen Bootsbaus geworden, die das Wachstum der Fahrgeschwindigkeiten behindern. Die Schöpfer von Hochgeschwindigkeits-Gleitbooten kämpften hauptsächlich in zwei Richtungen gegen übermäßige Überlastungen: Sie suchten nach solchen Rumpfkonturen, die die Schlagkraft abschwächen würden, indem sie die Fläche des Bodens, der das Wasser berührte, verkleinerte und ihm einen Keil gab. geformten Querschnitt, oder sie versuchten, den Rumpf über die Wellenkämme zu heben, reißen den Boden von der Wasseroberfläche ab. Als Ergebnis der Entwicklung der ersten Richtung erschienen Konturen vom Typ "Deep V", Katamarane, Fox-Schlitten, "Sea Knife" usw. In der zweiten Richtung entwickelten sich kleine Tragflügelboote und Hovercrafts, Ekranoplanes.

Aber beide Richtungen bei der Konstruktion von Gleitschiffen sind mit spürbaren Energiekosten verbunden. Um eine hohe Geschwindigkeit zu erreichen, benötigen sowohl ein Boot mit tiefem V als auch ein Tragflügel- oder Hovercraft im Vergleich zu herkömmlichen Bootstypen mit niedrigem Deadlift zusätzliche Motorleistung.

Inzwischen gibt es noch eine Möglichkeit, die Kraft hydrodynamischer Stöße im Boden zu reduzieren, die keine Erhöhung der Motorleistung oder Verstärkung der Karosseriestruktur erfordert. Sein Wesen liegt in der Verwendung von Stoßdämpfung, Dämpfung von Stoßbelastungen durch in die Karosserie eingebrachte elastische Strukturelemente. Bei der Dämpfung wird die Aufprallkraft aufgrund einer Erhöhung der Dauer des erhöhten hydrodynamischen Drucks auf den Boden reduziert. Die Größe der Überlastung, gemessen an der Zahl g - der Beschleunigung des freien Falls des Körpers - ist fast direkt proportional zur Zeit, die der Druck auf das Boot einwirkt. Also: Die elastischen Elemente der Struktur ermöglichen es, die Überlastung des Rumpfes des Gleitbootes beim Segeln auf Wellen um fast das 2-fache im Vergleich zu einem Rumpf mit einer traditionellen "starren" Konstruktion zu reduzieren.

Die Autoren haben eine Reihe von Konstruktionsstudien zu Dämpfungselementen durchgeführt, die erfolgreich an Rümpfen von Freizeit-, Touristen- und Sportbooten angewendet werden können. Sie ermöglichen es in einigen Fällen, den Koffer leichter und billiger zu machen, was weniger Material- und Arbeitsaufwand für seine Herstellung erfordert als Serienkonstruktionen.

Ein von Möglichkeiten Körper der von den Autoren vorgeschlagenen "elastischen" Konstruktion ist in Abb. 1 (siehe Erfinderbescheinigung Nr. 1070048, veröffentlicht im "Bulletin of Inventions" Nr. 4 1984). Die Dämpfung erfolgt durch den Einbau hohler würfelförmiger Elemente in die Sponsons zwischen zwei Lagen elastischer Bänder. Dank der elastischen Struktur folgt die Unterseite der Sponsons dem Wellenprofil, was das Spritzen reduziert und die Tonhöhe glatter wird.

Das Bugende des Schiffes ist ein schmaler zentraler Rumpf 1, der in einen Monoski 2 übergeht und seitliche Sponsons 3 hat, die sich im Heck glatt in einen scharfen Kinnrumpf verwandeln. Im mittleren Teil sind die Sponsons mit kubischen wasserdichten Elementen 5 gefüllt, die im oberen und unteren Teil mit elastischen Streifen 6 verbunden sind (es können Gummibänder verwendet werden, Verstärkung mit Stahlseil). Kubische Elemente können sich in den Seitenführungen von 7 Sponsons in vertikaler Richtung bewegen. Oben sind die kubischen Elemente mit Stoßdämpfern 8 federbelastet. Die Enden der unteren flexiblen Streifen 6 sind starr auf der Sponsonleine befestigt, in den oberen bleiben sie frei.

Bei geringer Aufregung werden die Schläge klein sein; die auf den elastischen Streifen 6 wirkenden Wellen übertragen die Aufprallenergie durch die Elemente 5 auf die Federstoßdämpfer 8.

Bei erheblicher Erregung wird gleichzeitig mit den elastischen Sponsons auch das Zentralgebäude 1 in die Arbeit eintreten, das bei erhöhtem Kreuzheben Bodenkonturen in der Nase aufweist. Elastische Sponsons dämpfen die Aufprallenergie im ersten Moment und lassen den zentralen Rumpf nicht wesentlich in die Welle eintauchen, wodurch der Gesamtwiderstand des Schiffes verringert wird. Elastische Bänder folgen dem Wellenprofil, während Federdämpfer die Schwingungsenergie der Elemente absorbieren. Dies in Kombination mit einem schmalen zentralen Rumpf, der sich in einen Monoski verwandelt, ermöglicht es dem Schiff, mit hoher Geschwindigkeit auf hoher See zu operieren. Durch die Reduzierung von Stoßbelastungen kann die Festigkeit der Körperstützen reduziert werden. Führt dies nicht zu Gewichtseinsparungen, dann gleicht es die Masse flexibler Strukturen aus.

Diese technische Lösung ist besonders nützlich für das Gleiten von Trimaranen und Katamaranen. Ein bekannter Nachteil ist zwar die schwierige Nutzung der Volumina der hohlen Dämpfungselemente, die einen Teil des gesamten Nutzvolumens des Körpers einnehmen.

In einer anderen Ausführung ist das elastische Element in Form von Längswellungen in der seitlichen Metallverkleidung ausgeführt (Artikelnummer 1088982, veröffentlicht im "Bulletin" Nr. 16 1984). Die gewellte Einlage erstreckt sich über die gesamte Wulstlänge, ausgehend vom Nasenviertel sind die Wellen mit elastischem Material ausgefüllt (Abb. 2).

Die Bodenverkleidung ist mit Längsversteifungsrippen verstärkt, die von Floren 3 getragen werden. Sie werden an der Bodenplatte der Seitenverkleidung 4 unterhalb der gewellten Einlage 5 befestigt. Oberhalb der Einlage ist die Seitenverkleidung mit Stringer 7 und Pusher Pads verstärkt 8.

Hydrodynamische Stöße, die von den Bodenplatten wahrgenommen werden, werden auf die Flora und dementsprechend auf die Seitenhaut übertragen. Der größte Teil der Aufprallenergie wird bei der Verformung der Seiteneinlagen 5 und des elastischen Füllmaterials 6 absorbiert. Durch die "Nachgiebigkeit" der Bodenbeschichtung sind die von ihr wahrgenommenen Belastungen geringer als bei einer starren Struktur, und das Boot kann sich mehr entwickeln schnelle Geschwindigkeit auf Wellen, ohne den Rumpf zu beschädigen.

Diese Option ist am vielversprechendsten für kleine gleitende Motorboote und Boote. Seine Umsetzung wird durch keine technischen Schwierigkeiten behindert - es reicht aus, Längssicken mit einer gewissen Steifigkeit in die Seitenverkleidung zu stanzen. Die beschriebene Erfindung wurde beispielsweise bei der Entwicklung einer modernisierten Version des Motorbootes "Neman-sport" (), Vorversuche Prototyp die eine deutliche Verbesserung der Betriebseigenschaften (vor allem - Komfort beim Segeln in Wellen) im Vergleich zum Basismodell zeigte.

Für Motorboote und Boote kann auch der Einbau von flexiblen Längsversteifungen (v. P. Nr. 1100000, Bulletin Nr. 19.) % gegenüber der traditionellen Längssatzkonstruktion empfohlen werden. Auf diese Weise können Sie die Größe der starken Verbindungen des unteren Bodens und fairerweise um 30% der Dicke der Außenhaut reduzieren.

Nachgiebige Längsrippen werden in Form von Stanzteilen aus einem dünnen Aluminiumblech hergestellt C-förmige Profile durch stoßdämpfende Elemente miteinander verbunden (Abb. 3, a). Die Entwicklung einer solchen Konstruktion ist die Verwendung von stoßdämpfenden C-förmigen Elementen in Kombination mit einer gewellten Bodenbeschichtung (v. P. Nr. 1106724, "Bulletin" Nr. 29, 1984). Hier werden die hydrodynamischen Belastungen, die von der gewellten Bodenummantelung wahrgenommen werden, auf die C-förmigen Stoßdämpfer übertragen, die die Wellen an den Querfloren 6 abstützen (Fig. 3, b). Floras wiederum stützen sich auf Stringern 6 und Kiel 7 ab.

Aufgrund der Elastizität der C-förmigen Platten 4 und der dazwischen installierten elastischen Abstandshalter 5 tritt zum Zeitpunkt des hydrodynamischen Aufpralls auf die Welle eine elastische Verformung der Bodenhaut auf. Die Abstandshalter 4 können aus synthetischem Gummi bestehen und mit Stahlseil verstärkt sein. Durch die elastische Verformung der Bodenhaut halbiert sich die Höhe der in der Haut wirkenden Spannungen und der Spannungssatz.

Oben wurden nur allgemeine technische Lösungen für das Problem der Erhöhung der Zuverlässigkeit und Verringerung der Masse der Rümpfe von Gleitmotorbooten und Booten vorgestellt. Es gibt noch akribische experimentelle Arbeiten, deren Ergebnisse es ermöglichen werden, unter Berücksichtigung der Flexibilität elastischer Elemente eine zuverlässige Methode zur Auswahl der Abmessungen der Karosserieverbindungen zu erstellen.

Die Erfindung kann im Bereich des Maschinenbaus zur Aufnahme und Reduzierung von Stoßbelastungen eingesetzt werden. Der Dämpfer enthält eine Stange 2 mit einer daran befestigten Schneidvorrichtung, bestehend aus einer Stützhülse 5, einem Messerkopf 7 und einer dazwischen eingebauten Hülse 10 aus Kunststoff. An der Stirnseite 8 des Messerkopfes 7 in Kontakt mit der Hülse 10 sind keilförmige Zähne 9 ausgebildet und die Hülse 10 ist mit einer Ringschulter 11 ausgestattet Schneiden Sie die Schulter 11 der Hülse 10 ab, wodurch die auf das gedämpfte Objekt wirkenden Stoßbelastungen reduziert werden. Das technische Ergebnis besteht darin, den Energieverbrauch des Dämpfers zu erhöhen, sein Verklemmen zu beseitigen, wenn das gedämpfte Objekt schräg gerichteten Belastungen ausgesetzt wird, und die Dämpfungsfähigkeit der Vorrichtung bei wiederholter Stoßbelastung aufrechtzuerhalten. 2 c. p. f-ly, 3 dwg

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Maschinenbaus und kann bei der Konstruktion von Vorrichtungen zum Absorbieren und Reduzieren von Stoßbelastungen verwendet werden Bekannt ist ein Dämpfer, der einen zylindrischen Körper und eine Stange mit darin angeordneten Reibbelägen enthält, die mit der Stange verbunden sind und wechselwirken mit der Innenfläche der Karosserie (siehe und.mit . Nr. 297518, Klasse F 16 F 11/00, 1969) Der Nachteil dieser Vorrichtung ist die Instabilität der Dämpfungscharakteristik durch große Reibwertschwankungen abhängig vom Zustand der Reibflächen (Umgebungstemperatur, Verschmutzung auf Oberflächen, Beschichtungen, Als Ergebnis der Analyse der wissenschaftlichen, technischen und Patentliteratur, als Prototyp des beanspruchten Gerätes ein bekanntes Gerät zum Aufsaugen die Energie eines Aufpralls eines Autos wurde übernommen, das einen zylindrischen Körper und eine darin platzierte Stange und eine Schneidevorrichtung enthält, die aus einem am Schaft befestigten Messerkopf und einem Satz von Schneidelementen besteht, die zusammenwirken sie mit der Innenfläche des Gehäuses (siehe. Französisches Patent Nr. 2137258, Kl. F 16 F 7/00, 1972 - Prototyp). Die Nachteile dieser Vorrichtung sind auch die Instabilität der Dämpfungseigenschaften, mögliches Verklemmen der Schneidelemente im Körper des zylindrischen Körpers aufgrund der Unebenheit und Unsicherheit der Eindringtiefe der Schneidelemente in die Seitenfläche des Körpers, insbesondere bei schräg einwirkenden Stoßbelastungen auf die stoßdämpfende Struktur, da der Schneidkopf der Schneidvorrichtung ist unverrückbar an der Stange befestigt. Ein Verklemmen kann zum Verlust der Dämpfungseigenschaften des Gerätes bis hin zum Bruch von Schneidelementen beim Eindringen in den Körper führen. Dieser Dämpfer hat einen relativ geringen Energieverbrauch aufgrund des begrenzten Hubs der Schneidelemente entlang der Achse des Körpers und des erheblichen Widerstands des Körpermetalls (wenn auch aus Kunststoff) gegen das Eindringen der Schneidelemente in ihn Dämpfer reduziert Belastungen nur mit einem einzigen Stoßeinschlag und kann wiederholte Belastungen nicht reduzieren Schwingungsdämpfungscharakter, der normalerweise nach dem ersten Stoß auftritt, maximal in seinem Amplitudenwert Ziel der vorgeschlagenen Vorrichtung ist es, im Vergleich zum Prototyp stabilere Dämpfungseigenschaften zu erzielen, um die Energieintensität des Dämpfers zu erhöhen und seinen Anwendungsbereich zu erweitern (die Fähigkeit, Schwingungsbelastungen und Belastungen, die unter einem Winkel zur Dämpferachse wirken) zu reduzieren. Um dieses Ziel in der vorgeschlagenen Vorrichtung zu erreichen, wird der Prozess des Einbringens (Schneiden) von Schneidelementen in die Körpermaterial wird durch einen Schnitt eines dünnwandigen Kragens einer Hülse aus Kunststoff, z. B. aus Aluminium, ersetzt Minilegierung Typ AMts oder AD. Dazu ist an der am Gehäuse der gedämpften Struktur befestigten Stange eine Schneidvorrichtung angebracht, die aus einem Messerkopf, einer Stützhülse und einer dazwischen eingebauten Hülse aus Kunststoff besteht. An der Stirnseite des Messerkopfes in Kontakt mit der Hülse aus Kunststoff sind keilförmige Zähne ausgebildet, und an der Hülse aus Kunststoff befindet sich ein ringförmiges Band oder Wulst. Außerdem ist der Messerkopf koaxial zur Hülse aus Kunststoff auf der Stange montiert, er deckt diese aufgrund des größeren Durchmessers ab, d.h. auf seinem Außendurchmesser zentriert und außerdem in axialer Richtung relativ zu diesem beweglich ist. In der Ausgangsstellung liegen die keilförmigen Zähne des Messerkopfes mit ihren Spitzen auf dem Ringbund der Hülse auf (Kontakt) und während der Betätigung des Dämpfers, d.h. unter Einwirkung von Stoßbelastungen wirken sie mit ihr zusammen, nämlich schneiden sie die Nuten in den Kragen der Hülse und schneiden ihn mit ihren Seitenflächen ab stabilere und bestimmte Dämpfungseigenschaften der Vorrichtung. Bei dem vorgeschlagenen Gerät besteht keine Möglichkeit des Einklemmens, da selbst bei schräg zur Dämpferachse gerichteten Belastungen bewegt sich der zylindrische Körper des Messerkopfes unter der Einwirkung der axialen Komponente der Belastung entlang der Mantelfläche der Hülse. Die Wahl des Buchsenmaterials mit bestimmten mechanischen (plastischen) Eigenschaften und die Dicke seines Flansches (und damit des Flanschschnittbereichs) ermöglichen eine eindeutige Bestimmung der Stoßkraft, die zu einer vollständigen oder teilweisen Abscherung des Ringflansches führt, und durch Variieren der Höhe und des Winkels an der Spitze der keilförmigen Zähne, die den Flansch schneiden, ist es möglich, den erforderlichen Hub des Dämpfers bereitzustellen, um die Aufprallenergie zu absorbieren, wodurch der erforderliche Energieverbrauch sichergestellt wird die Hülse und die Vormontage der Spitzen der keilförmigen Zähne in diesen Nuten verbessert die Eigenschaften des Dämpfers, weil In diesem Fall schneiden die Spitzen der Zähne nicht durch die anfänglichen Rillen (in diesem Fall kann es zu unerwünschtem Biegen und Falten der Wulst kommen), sondern beginnen sofort, die Wulst der Hülse mit ihren Seitenflächen zu schneiden (eine „saubere ” Schnitt auftritt) gedämpfte Struktur und eine Unterlegscheibe der Stangenbefestigungsmutter sorgen für die Montage (Rückkehr) der Stange mit der Stütze in ihre ursprüngliche Position nach dem ersten Aufprall auf die Stütze. Dadurch können nicht nur einzelne Stoßbelastungen, sondern auch mögliche wiederholte Belastungen reduziert werden Bild 1 zeigt eine Gesamtansicht des Dämpfers im Ausgangszustand. Eine Variante der Vorrichtung mit vorgefertigten Nuten im Kragen der Hülse und mit darin eingebauten Spitzen der Zähne des Messerkopfes Abbildung 2 zeigt eine Gesamtansicht des Dämpfers nach dem Betrieb mit einem Teilschnitt des Kragens von die Hülse (ein solcher Schnitt des Kragens ist nach dem ersten Schlag möglich.) Abbildung 3 zeigt eine Gesamtansicht. Der Dämpfer ist auf dem Gehäuse 1 der stoßdämpfenden Struktur installiert und daran durch die Stange 2 mit der Mutter 3 befestigt und Unterlegscheibe 4. Ein Ende der Stange 2 ist am Körper 1 befestigt, am anderen Ende der Stange befindet sich eine Stütze 6, die auf die Struktur einwirkende Stoßbelastungen aufnimmt Die Schneidvorrichtung des Dämpfers besteht aus einer Stützhülse 5 , einen Messerkopf 7, an dessen Ende 8 keilförmige Zähne 9 ausgebildet sind, und eine mit einer Ringschulter 11 versehene Hülse 10 aus Kunststoffmaterial Stange 2, und die Buchse 10 befindet sich zwischen dem Messerkopf 7 und Stützhülse 5. In diesem Fall ist der Innendurchmesser des Messerkopfes 7 größer als der Außendurchmesser der Hülse 10, der Körper des Messerkopfes 7 deckt den Körper der Hülse 10 ab und zentriert dadurch auf der äußeren Durchmesser der Hülse 10, um einen gleichmäßigen Schnitt des Kragens 11 zu gewährleisten und Bewegungsfreiheit Schneidkopf 7 relativ zur (entlang) der Hülse 10, wenn der Dämpfer ausgelöst wird. Die Anlage von Messerkopf 7 und Hülse 10 erfolgt so, dass die an der Stirnseite 8 des Messerkopfes 7 angebrachten keilförmigen Zähne 9 mit ihren Spitzen 12 auf dem Bund 11 aufgesetzt sind und in Kontakt damit. Die Stützhülse 5 dient als Auflage für die Hülse 10, der Durchmesser der Hülse 5 darf nicht größer als der Durchmesser der Hülse 10 sein, damit ihr Kragen 11 von den Zähnen 9 des Messerkopfes 7 abgeschnitten wird und die Zähne 9 des Messerkopfes 7 können sich beim Auslösen des Dämpfers frei entlang der Hülse 10 bewegen. Am Kragen 11 der Hülse 10 sind vorläufig Nuten 13 angebracht, in die die Spitzen 12 der Zähne 9 des Messerkopfes 7 eingebaut sind Die Anzahl der Zähne an der Stirnseite 8 des Messerkopfes 7 ist gleich der Anzahl der Schlitze 13 des Kragens 11 der Hülse 10. In diesem Fall wird beim Auslösen des Dämpfers der Schnitt des Kragens 11 des Hülse 10 erfolgt direkt durch die Seitenflächen 14 der Zähne 9. Die Druckfeder 15, die die Stützhülse 5, den Messerkopf 7 und die Hülse 10 aus Kunststoff (Schneidvorrichtung) bedeckt und an der Stange 2 zwischen dem Körper 1 der stoßdämpfenden Struktur und der Unterlegscheibe 4 der Mutter 5 ermöglicht die Installation der Stange 2 , der Unterlegscheiben 4 , der Muttern 3 und des Trägers 6 in ihre ursprüngliche Position nach dem ersten Aufprall für den nächsten d Dämpfung möglicher wiederholter Stöße. Der Dämpfer funktioniert wie folgt: Wenn der Träger 6 auf ein Hindernis trifft, werden Stoßbelastungen auf den Körper 1 der stoßdämpfenden Struktur durch den Dämpfer übertragen, und zwar durch den Träger 6, die Mutter 3, die Unterlegscheibe 4, Stange 2. Unter Einwirkung der axialen Komponente der Stoßbelastung bewegt sich der Messerkopf 7 mit der Stange 2 entlang der Hülse 10. Dabei schneiden seine Zähne 9 mit ihren Spitzen 12 Nuten in den Kragen 11 der Hülse 10' und mit ihren Seitenflächen 14 während der anschließenden Bewegung entlang der Hülse 10 schneiden sie deren Kragen 11 ab (vgl. Abbildungen 2 und 3) aufgrund seiner keilförmigen Form (die Breite der Zähne nimmt mit einer Änderung der Höhe der Zähne von ihrer Spitze zur Basis zu). Der Schnitt der Flanschabschnitte zwischen den Zähnen kann je nach Schlagkraft und geometrischen Parametern des Flansches 11 und den mechanischen Eigenschaften des Materials der Hülse 10 teilweise oder vollständig erfolgen 13 in die Schulter 11 der Hülse 10 und die Installation der Spitzen 12 der Zähne 9 des Messerkopfes 7 (siehe Abbildung 1), wenn der Dämpfer ausgelöst wird, wird der Flansch 11 direkt von den Seitenflächen der 14 Zähne 9. Der Buchsenflansch wird von den Zähnen des Messerkopfes nicht nur nach dem ersten Schlag des maximalen Wertes geschnitten, sondern auch bei nachfolgenden Schlägen mit einem niedrigeren Wert aufgrund der Montage (Rücklauf) Stange 2, Unterlegscheiben 4, Muttern 3 und Stütze 6 durch Feder 15, die unter Einwirkung von Stoßbelastungen (Bewegung des Messerkopfes 7 relativ zur Hülse 10) zusammengedrückt wird, in ihre Ausgangsposition zurück, nach dem Ende der Einwirkung der Stoßbelastungen wird die Feder 15 erweitert. In diesem Fall schneidet der Messerkopf 7 nach dem ersten Schlag den Kragen 11 der Hülse 10 teilweise ab (siehe Abbildung 2) und schneidet bei nachfolgenden Schlägen den Wulst weiter ab (siehe Abbildung 3). der Körper 1 der Struktur wird aufgrund der plastischen Scherkräfte der Flanschabschnitte der Hülse durch die Zähne des Messerkopfes reduziert Die beanspruchte Vorrichtung ermöglicht im Vergleich zu der als Prototyp angenommenen technischen Lösung eine effektive reduzieren sowohl axiale und schräg zur Dämpferachse gerichtete Belastungen als auch Stoßbelastungen wiederholter Art, wodurch das Verklemmen von Schneidelementen ausgeschlossen wird (es gibt kein Eindringen von Zähnen in das Material des Hülsenkörpers, es gibt nur ein Schnitt des Kragens). Gleichzeitig erhöht sich die Energieintensität des Dämpfers und die Stabilität seiner Dämpfungseigenschaften verbessert sich Berechnungen der Autoren sowie Feldtests des Gerätes als Teil von Standardprodukten und Prüfstandstests als Teil von Arbeitsprodukten, haben eine signifikante Effizienz der vorgeschlagenen technischen Lösung zur Dämpfung von Stoßbelastungen gezeigt.

Anspruch

1. Dämpfer mit einem Gehäuse, einer Stange und einer darauf aufgesetzten Schneideinrichtung, die mit der Innenfläche des Gehäuses zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinrichtung in Form eines Messerkopfes mit keilförmigen Zähnen, einem Träger Hülse und einer dazwischen eingebauten Hülse aus Kunststoff, versehen mit einer Ringschulter, außerdem ist der Schneidkopf mit einem relativ dazu beweglichen Bund auf dem Außendurchmesser der Hülse zentriert und die keilförmigen Zähne von die Schneidköpfe wirken mit ihren Spitzen mit dem Kragen der Hülse zusammen. Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Ringbund der Hülse Nuten eingebracht sind, in die die Spitzen der keilförmigen Zähne des Messerkopfes eingebaut sind, während die Zähne mit ihrem seitliche Flächen. Dämpfer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Stange eine Feder angebracht ist, die die Schneidvorrichtung umgibt.

In der Mechanik ist ein Stoß die mechanische Wirkung materieller Körper, die in einer unendlich kleinen Zeit zu einer endlichen Änderung der Geschwindigkeit ihrer Punkte führt. Stoßbewegung ist eine Bewegung, die durch eine einmalige Wechselwirkung eines Körpers (Mediums) mit dem betrachteten System auftritt, sofern die kleinste Eigenschwingungsperiode des Systems oder seine Zeitkonstante gleich oder größer als die Wechselwirkungszeit ist .

Bei Stoßwechselwirkung werden an den betrachteten Stellen Stoßbeschleunigungen, -geschwindigkeiten oder -wege bestimmt. Zusammenfassend werden solche Einflüsse und Reaktionen als Schockprozesse bezeichnet. Mechanische Stöße können einzeln, mehrfach und komplex sein. Einzel- und Mehrfachschlagvorgänge können die Vorrichtung in Längs-, Quer- und beliebige Zwischenrichtungen beeinflussen. Komplexe Stoßbelastungen wirken gleichzeitig in zwei oder drei zueinander senkrechten Ebenen auf das Objekt ein. Die Stoßbelastungen auf das Flugzeug können sowohl aperiodisch als auch periodisch sein. Das Auftreten von Stoßbelastungen ist mit einer starken Änderung der Beschleunigung, Geschwindigkeit oder Richtung des Flugzeugs verbunden. Am häufigsten tritt unter realen Bedingungen ein komplexer einzelner Stoßprozess auf, der eine Kombination eines einfachen Stoßimpulses mit überlagerten Schwingungen ist.

Die Hauptmerkmale des Impact-Prozesses:

• die Gesetze der zeitlichen Variation der Stoßbeschleunigung a (t), der Geschwindigkeit V (t) und der Verschiebung X (t) \ Dauer der Stoßbeschleunigung t ist das Zeitintervall vom Zeitpunkt des Auftretens bis zum Verschwinden der Stoßbeschleunigung, wobei die Bedingung a > an, wobei a die Spitzenstoßbeschleunigung ist;
• die Dauer der Stoßbeschleunigung Tf ist das Zeitintervall vom Zeitpunkt des Auftretens der Stoßbeschleunigung bis zu dem Zeitpunkt, der ihrem Spitzenwert entspricht;
• der Koeffizient der überlagerten Schwankungen der Stoßbeschleunigung ist das Verhältnis der Gesamtsumme der Absolutwerte der Inkremente zwischen benachbarten und Extremwerten der Stoßbeschleunigung zu ihrem verdoppelten Spitzenwert;
• Stoßbeschleunigungsimpuls - Integral der Stoßbeschleunigung für eine Zeit, die der Dauer seiner Wirkung entspricht.

Entsprechend der Form der Kurve der funktionalen Abhängigkeit der Bewegungsparameter werden Stoßprozesse in einfache und komplexe unterteilt. Einfache Prozesse enthalten keine Hochfrequenzkomponenten und ihre Eigenschaften werden durch einfache analytische Funktionen angenähert. Der Name der Funktion wird durch die Form der Kurve bestimmt, die die Abhängigkeit der Beschleunigung von der Zeit annähert (halbsinusförmig, kosanusförmig, rechteckig, dreieckig, sägezahnförmig, trapezförmig usw.).

Mechanischer Stoß ist durch eine schnelle Energiefreisetzung gekennzeichnet, die zu lokalen elastischen oder plastischen Verformungen, Anregung von Spannungswellen und anderen Effekten führt, die manchmal zu Fehlfunktionen und Zerstörung der Flugzeugstruktur führen. Die auf das Flugzeug ausgeübte Stoßbelastung regt darin schnell abklingende Eigenschwingungen an. Der Wert der Aufprallüberlastung, die Art und Geschwindigkeit der Spannungsverteilung über die Flugzeugstruktur werden durch die Kraft und Dauer des Aufpralls sowie die Art der Beschleunigungsänderung bestimmt. Ein Aufprall, der auf das Flugzeug einwirkt, kann seine mechanische Zerstörung verursachen. Abhängig von der Dauer, Komplexität des Aufprallprozesses und seiner maximalen Beschleunigung während der Erprobung wird der Steifigkeitsgrad von Flugzeugstrukturelementen bestimmt. Ein einfacher Schlag kann durch das Auftreten starker, wenn auch kurzzeitiger Überspannungen im Material zur Zerstörung führen. Ein komplexer Aufprall kann zur Anhäufung von Ermüdungsmikrobelastungen führen. Da das Flugzeugdesign resonante Eigenschaften hat, kann selbst ein einfacher Aufprall eine oszillierende Reaktion in seinen Elementen verursachen, die auch von Ermüdung begleitet wird.

Mechanische Überlastungen verursachen Verformungen und Brüche von Teilen, Lösen von Verbindungen (geschweißt, geschraubt und genietet), Lösen von Schrauben und Muttern, Bewegung von Mechanismen und Steuerungen, wodurch sich die Einstellung und Einstellung von Geräten ändert und andere Störungen auftreten.

Der Kampf gegen die schädlichen Auswirkungen mechanischer Überlastungen erfolgt auf verschiedene Weise: durch Erhöhung der Festigkeit der Struktur, Verwendung von Teilen und Elementen mit erhöhter mechanischer Festigkeit, Verwendung von Stoßdämpfern und speziellen Verpackungen sowie durch rationelle Platzierung der Geräte. Schutzmaßnahmen gegen die schädlichen Auswirkungen mechanischer Überlastungen werden in zwei Gruppen eingeteilt:

1. Maßnahmen zur Gewährleistung der erforderlichen mechanischen Festigkeit und Steifigkeit der Struktur;
2. Maßnahmen zur Isolierung von Bauteilen vor mechanischer Beanspruchung.

Im letzteren Fall werden verschiedene Stoßdämpfungsmittel, Isolierdichtungen, Kompensatoren und Dämpfer verwendet.

Die allgemeine Aufgabe der Prüfung eines Luftfahrzeugs auf Stoßbelastungen besteht darin, die Fähigkeit des Luftfahrzeugs und aller seiner Elemente zu überprüfen, ihre Funktionen während und nach dem Aufprall zu erfüllen, d.h. ihre technischen Parameter während und nach Stoßeinwirkung innerhalb der in den normativen und technischen Dokumenten angegebenen Grenzen halten.

Die Hauptanforderungen an Aufprallversuche unter Laborbedingungen sind die maximale Annäherung des Ergebnisses eines Testaufpralls auf ein Objekt an die Wirkung eines realen Aufpralls unter Betriebsbedingungen im Originalmaßstab und die Reproduzierbarkeit des Aufprallaufpralls.

Bei der Reproduktion von Stoßbelastungsmodi unter Laborbedingungen sind der zeitlichen Form des momentanen Beschleunigungsimpulses (Abb. 2.50) sowie den zulässigen Grenzen der Impulsformabweichungen Grenzen gesetzt. Nahezu jeder Stoßimpuls auf einem Labortisch wird von einer Pulsation begleitet, die Folge von Resonanzerscheinungen in Stoßanlagen und Zusatzgeräten ist. Da das Spektrum des Stoßimpulses hauptsächlich charakteristisch für die zerstörerische Wirkung des Stoßes ist, kann selbst eine kleine überlagerte Pulsation die Messergebnisse unzuverlässig machen.

Eine besondere Klasse mechanischer Prüfmittel sind Prüfstände, die Einzelstöße und anschließende Schwingungen simulieren. Schockständer lassen sich nach verschiedenen Kriterien klassifizieren (Abb. 2.5!):

I - nach dem Prinzip der Stoßimpulsbildung;

II - nach der Art der Prüfungen;

III - nach der Art der reproduzierbaren Stoßbelastung;

IV - nach dem Wirkprinzip;

V - nach Energiequelle.

Im Allgemeinen besteht das Schockständerdiagramm aus folgenden Elementen (Abb. 2.52): einem auf einer Plattform oder einem Container befestigten Prüfobjekt zusammen mit einem Schocküberlastsensor; Beschleunigungsmittel zum Übermitteln der erforderlichen Geschwindigkeit an das Objekt; Bremsvorrichtung; Kontroll systeme; Aufzeichnungsgeräte zur Aufzeichnung der untersuchten Parameter des Objekts und des Änderungsgesetzes der Stoßbelastung; Primärwandler; Hilfseinrichtungen zum Einstellen der Betriebsarten des Prüflings; Stromversorgungen, die für den Betrieb des Prüflings und des Kontrollgeräts erforderlich sind.

Das einfachste Stativ für Aufprallversuche unter Laborbedingungen ist ein Stativ, das nach dem Prinzip des Fallenlassens eines auf dem Schlitten befestigten Prüflings aus einer bestimmten Höhe, d.h. mit der Schwerkraft zu beschleunigen. Dabei wird die Form des Stoßimpulses durch das Material und die Form der kollidierenden Flächen bestimmt. Solche Ständer können eine Beschleunigung von bis zu 80.000 m / s2 bieten. In Abb. 2.53, a und b zeigen die prinzipiell möglichen Schemata solcher Stände.

In der ersten Version (Abb. 2.53, a) wird eine spezielle Nocke 3 mit einem Sperrzahn von einem Motor gedreht. Wenn der Nocken seine maximale Höhe H erreicht, fällt der Tisch 1 mit dem Prüfling 2 auf die Bremsvorrichtungen 4, die ihm einen Stoß verleihen. Die Stoßbelastung hängt von der Fallhöhe H, der Steifigkeit der Bremselemente k, der Gesamtmasse des Tisches und des Prüflings M ab und wird durch folgende Beziehung bestimmt:

Durch Variieren dieses Wertes können verschiedene Überlastungen erzielt werden. In der zweiten Variante (Abb. 2.53, b) arbeitet der Ständer nach der Abwurfmethode.

Prüfstände mit hydraulischem oder pneumatischem Antrieb zur Beschleunigung des Schlittens sind praktisch unabhängig von der Schwerkraftwirkung. In Abb. 2.54 zeigt zwei Optionen für pneumatische Schockständer.

Das Funktionsprinzip des Ständers mit einer pneumatischen Pistole (Abb. 2.54, a) ist wie folgt. Der Arbeitskammer / wird komprimiertes Gas zugeführt. Bei Erreichen des eingestellten Drucks, der über ein Manometer gesteuert wird, wird die automatische 2 Freigabe des Behälters 3, in dem sich das Prüfobjekt befindet, ausgelöst. Beim Austritt aus dem Lauf 4 der Luftpistole berührt der Behälter die Vorrichtung 5, wodurch die Geschwindigkeit der Behälterbewegung gemessen werden kann. Die Luftpistole ist über Stoßdämpfer an den Stützbeinen befestigt b. Das vorgegebene Bremsgesetz am Stoßdämpfer 7 wird umgesetzt, indem der hydraulische Widerstand der strömenden Flüssigkeit 9 im Spalt zwischen der speziell profilierten Nadel 8 und dem Loch im Stoßdämpfer 7 verändert wird.

Das Bauschema eines anderen pneumatischen Stoßständers, (Abb. 2.54, b) besteht aus einem Prüfling 1, einem Schlitten 2, auf dem der Prüfling montiert ist, einer Dichtung 3 und einer Bremsvorrichtung 4, Ventilen 5, die das Erstellen spezifizierter Gasdruckunterschiede am Kolben b und Gasversorgungssysteme 7. Die Bremsvorrichtung wird unmittelbar nach dem Zusammenstoß des Schlittens und der Dichtung aktiviert, um zu verhindern, dass der Schlitten zurückfährt und die Stoßwellenformen verzerrt. Die Verwaltung solcher Stände kann automatisiert werden. Sie können ein breites Spektrum an Stoßbelastungen reproduzieren.

Als Beschleunigungsmittel werden Gummistoßdämpfer, Federn und auch in Einzelfälle, lineare Induktionsmotoren.

Die Leistungsfähigkeit fast aller Stoßdämpferständer wird durch die Bauart der Bremsgeräte bestimmt:

1. Der Aufprall des Prüflings auf eine starre Platte ist durch das Auftreten von elastischen Kräften in der Kontaktzone durch eine Abbremsung gekennzeichnet. Diese Methode zum Bremsen des Prüflings ermöglicht es, große Überlastwerte mit einer kleinen Anstiegsfront zu erhalten (Abb. 2.55, a).

2. Um Überlastungen in einem weiten Bereich von Zehntausenden bis Zehntausenden von Einheiten mit einer Anstiegszeit von einigen zehn Mikrosekunden bis zu mehreren Millisekunden zu erreichen, werden verformbare Elemente in Form einer Platte oder einer Dichtung verwendet, die auf einer starren Basis liegen . Die Materialien für diese Dichtungen können Stahl, Messing, Kupfer, Blei, Gummi usw. sein. (Abb. 2.55, b).

3. Um ein bestimmtes (vorgegebenes) Variationsgesetz von n und t in einem kleinen Bereich zu gewährleisten, werden verformbare Elemente in Form einer Spitze (Brecher) verwendet, die zwischen der Platte des Schlagständers und dem Prüfling eingebaut wird ( Abb. 2.55, c).

4. Um einen Aufprall mit relativ langem Bremsweg zu reproduzieren, wird eine Bremsvorrichtung verwendet, die aus einer bleiförmigen, plastisch verformbaren Platte besteht, die sich auf einer starren Basis des Ständers befindet, und einer starren Spitze des entsprechenden Profils, die darin eindringt (Abb 2.55, d), befestigt am Objekt oder Podest des Standes ... Solche Bremsvorrichtungen ermöglichen es, Überlasten in einem weiten Bereich von n (t) mit einer kurzen Anstiegszeit bis zu einigen zehn Millisekunden zu erreichen.

5. Als Bremsvorrichtung kann ein elastisches Element in Form einer Feder (Abb. 2.55, d), das am beweglichen Teil des Stoßdämpfers angebracht ist, verwendet werden. Diese Art der Bremsung liefert relativ kleine Überlastungen in halbsinusförmiger Form mit einer in Millisekunden gemessenen Dauer.

6. Eine durchbohrte Metallplatte, die entlang der Kontur am Boden der Anlage befestigt ist, sorgt in Kombination mit einer starren Spitze der Plattform oder des Containers für relativ geringe Überlastungen (Abb. 2.55, e).

7. Verformbare Elemente, die auf der beweglichen Plattform des Ständers installiert sind (Abb. 2.55, g), sorgen in Kombination mit einem starren konischen Auffänger für langfristige Überlastungen mit einer Anstiegszeit von bis zu mehreren zehn Millisekunden.

8. Eine Bremsvorrichtung mit einer verformbaren Unterlegscheibe (Abb. 2.55, h) ermöglicht lange Bremswege eines Objekts (bis zu 200 - 300 mm) mit kleinen Verformungen der Unterlegscheibe.

9. Die Erzeugung intensiver Stoßimpulse mit großen Fronten unter Laborbedingungen ist bei Verwendung einer pneumatischen Bremsvorrichtung möglich (Abb. 2.55, s). Zu den Vorteilen eines pneumatischen Dämpfers gehören seine wiederverwendbare Wirkung sowie die Fähigkeit, Stoßimpulse unterschiedlicher Form, auch mit einer signifikanten vorbestimmten Front, zu reproduzieren.

10. In der Praxis der Durchführung von Stoßprüfungen wird häufig eine Bremsvorrichtung in Form eines hydraulischen Stoßdämpfers verwendet (siehe Abb. 2.54, a). Beim Auftreffen des Prüflings auf den Stoßdämpfer taucht dessen Stab in die Flüssigkeit ein. Die Flüssigkeit wird nach einem durch das Profil der Reguliernadel bestimmten Gesetz durch die Schaftspitze herausgedrückt. Durch Änderung des Nadelprofils ist es möglich, andere Art das Gesetz der Hemmung. Das Nadelprofil kann rechnerisch ermittelt werden, es ist jedoch zu schwierig, beispielsweise das Vorhandensein von Luft im Kolbenhohlraum, Reibungskräfte in den Dichtungsvorrichtungen usw. zu berücksichtigen. Daher muss das berechnete Profil experimentell korrigiert werden. Somit ist es durch die rechnerische und experimentelle Methode möglich, das Profil zu erhalten, das für die Umsetzung eines beliebigen Inhibitionsgesetzes erforderlich ist.

Auch die Durchführung von Schocktests unter Laborbedingungen stellt eine Reihe besonderer Anforderungen an die Installation eines Objekts. Beispielsweise sollte die maximal zulässige Querbewegung 30 % des Nennwertes nicht überschreiten; Sowohl bei Schlagversuchen als auch bei Schlagversuchen muss das Produkt in drei zueinander senkrechten Positionen mit der Reproduktion der erforderlichen Anzahl von Schlagimpulsen eingebaut werden können. Einmalige Eigenschaften des Mess- und Registriergeräts müssen über einen weiten Frequenzbereich identisch sein, was eine korrekte Erfassung der Verhältnisse verschiedener Frequenzkomponenten des Messimpulses gewährleistet.

Aufgrund der vielfältigen Übertragungsfunktionen unterschiedlicher mechanischer Systeme kann das gleiche Stoßspektrum durch Stoßimpulse unterschiedlicher Form verursacht werden. Dies bedeutet, dass es keine Eins-zu-Eins-Entsprechung zwischen einer zeitlichen Funktion der Beschleunigung und dem Stoßspektrum gibt. Aus technischer Sicht ist es daher richtiger, die technischen Bedingungen für Aufprallversuche festzulegen, die Anforderungen an das Aufprallspektrum und nicht an den zeitlichen Verlauf der Beschleunigung enthalten. Dies bezieht sich in erster Linie auf den Mechanismus des Ermüdungsversagens von Materialien aufgrund der Akkumulation von Lastzyklen, die von Test zu Test unterschiedlich sein können, obwohl die Spitzenwerte von Beschleunigung und Spannung konstant bleiben.

Bei der Simulation von Schockprozessen empfiehlt es sich, die Bestimmungsparametersysteme nach den identifizierten Faktoren zusammenzustellen, die für eine hinreichend vollständige Bestimmung des zum Teil nur experimentell zu ermittelnden Sollwertes notwendig sind.

Unter Berücksichtigung des Aufpralls eines massiven, frei beweglichen starren Körpers auf ein verformbares Element relativ kleiner Größe (z unter denen solche Prozesse einander ähnlich sein werden. Im allgemeinen Fall der räumlichen Bewegung eines Körpers lassen sich sechs Gleichungen aufstellen, von denen drei durch den Impulserhaltungssatz, zwei die Masse- und Energieerhaltungssätze und die sechste die Zustandsgleichung . Diese Gleichungen beinhalten folgende Größen: drei Geschwindigkeitskomponenten Vx Vy \ Vz> Dichte p, Druck p und Entropie. Unter Vernachlässigung dissipativer Kräfte und unter Berücksichtigung des Zustands des verformten Volumens als isentrop ist es möglich, die Entropie aus den bestimmenden Parametern auszuschließen. Da nur die Bewegung des Massenschwerpunktes des Körpers betrachtet wird, ist es möglich, die Komponenten der Geschwindigkeiten Vx, Vy nicht zu den bestimmenden Parametern zu zählen; Vz und Koordinaten der Punkte Л ", Y, Z innerhalb des verformbaren Objekts. Der Zustand des verformbaren Volumens wird durch die folgenden Parameter charakterisiert:

• die Dichte des Materials p;
• Druck p, der zweckmäßiger durch den Wert der maximalen lokalen Verformung und Otmax zu berücksichtigen ist, wenn man ihn als verallgemeinerten Parameter der Kraftcharakteristik in der Kontaktzone betrachtet;
• die anfängliche Aufprallgeschwindigkeit V0, die entlang der Normalen zu der Oberfläche gerichtet ist, auf der das verformbare Element installiert ist;
• aktuelle Zeit t;
• Körpergewicht t;
• freier Fallbeschleunigung g;
• das Elastizitätsmodul von Materialien E, da der belastete Zustand des Körpers beim Aufprall (mit Ausnahme der Kontaktzone) als elastisch angesehen wird;
• ein charakteristischer geometrischer Parameter eines Körpers (oder verformbaren Elements) D.

Nach dem mc-Theorem kann man aus acht Parametern, von denen drei unabhängige Dimensionen haben, fünf unabhängige dimensionslose Komplexe bilden:

Dimensionslose Komplexe, die sich aus den bestimmten Parametern des Stoßprozesses zusammensetzen, werden durch einige Funktionen unabhängig sein] dimensionslose Komplexe P1 - P5.

Zu den zu bestimmenden Parametern gehören:

• aktuelle lokale Verformung a;
• Körpergeschwindigkeit V;
• Kontaktkraft P;
• Spannung im Körper a.

Daher können wir funktionale Beziehungen schreiben:

Die Art der Funktionen / 1, / 2, / e, / 4 kann unter Berücksichtigung einer Vielzahl von bestimmenden Parametern experimentell ermittelt werden.

Wenn beim Aufprall keine Restverformungen in den Körperabschnitten außerhalb der Kontaktzone auftreten, hat die Verformung einen lokalen Charakter und daher kann der Komplex R5 = pY ^ / E ausgeschlossen werden.

Der Komplex Jl2 = Pttjjjax) ~ Cm wird als relativer Körpermassenkoeffizient bezeichnet.

Der Koeffizient der Widerstandskraft gegen plastische Verformung Cp steht in direktem Zusammenhang mit dem Indikator der Kraftcharakteristik N (dem Koeffizienten der Materialnachgiebigkeit in Abhängigkeit von der Form der kollidierenden Körper) durch die folgende Beziehung:

wobei p die reduzierte Materialdichte in der Kontaktzone ist; Cm = t / (pa?) ist die reduzierte relative Masse kollidierender Körper, die das Verhältnis ihrer reduzierten Masse M zur reduzierten Masse des verformten Volumens in der Kontaktzone charakterisiert; xV ist ein dimensionsloser Parameter, der die relative Verformungsarbeit charakterisiert.

Mit der Funktion Cp - / s (R1 (R, R3, R4) können die Überlasten ermittelt werden:

Wenn wir die Gleichheit der Zahlenwerte der dimensionslosen Komplexe IJlt R2, R3, R4 für zwei Stoßprozesse sicherstellen, dann sind diese Bedingungen, d.h.

werden die Ähnlichkeitskriterien für diese Prozesse darstellen.

Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, sind die Zahlenwerte der Funktionen /b / r./z »A» te- zu ähnlichen Zeitpunkten -V CtZoimax- const gleich; ^ r = const; Cp = const, was es ermöglicht, die Parameter eines Schockprozesses durch einfaches Umrechnen der Parameter eines anderen Prozesses zu bestimmen. Die notwendigen und hinreichenden Anforderungen an die physikalische Modellierung von Stoßprozessen lassen sich wie folgt formulieren:

1. Die Arbeitsteile des Modells und des maßstabsgetreuen Objekts sollten geometrisch ähnlich sein.
2. Dimensionslose Komplexe aus Bestimmungspaaren Meter müssen die Bedingung (2.68) erfüllen. Einführung von Skalierungsfaktoren.

Es ist zu beachten, dass bei der Modellierung nur der Parameter des Stoßprozesses die Beanspruchungszustände der Körper (Natur und Modell) zwangsläufig unterschiedlich sein werden.