Приложение А (обязательное). Принцип действия и описание испытательной установки

Приложение А
(обязательное)

Принцип действия и описание испытательной установки

А.1 Маятник и опора

Повторяемость и воспроизводимость испытания на ударостойкость зависят от конструкции испытательной установки. Факторами, влияющими на получаемые результаты, являются положение центра удара маятника, общая масса маятника, радиус ударной части молотка, материал молотка и жесткость установочной панели. На примере установки маятник имеет такую конструкцию, что точка удара совпадает с центром удара. Любое изменение конструкции маятника не должно изменять центр удара. Кроме того, любое изменение массы маятника или момента инерции не должно менять ударную характеристику и угол отклонения.

Центр удара - это точка приложения полного момента количества движения тела, выраженного единичным вектором, равного , где - масса тела, - скорость центра тяжести. Центр удара можно вычислить по формуле

,

(А.1)

где - момент инерции вокруг оси вращения, ;

- асса, кг;

- расстояние от оси вращения до центра тяжести, м.

Изменение радиуса ударной части молотка и материала также влияет на ударную характеристику посредством изменения контактной площади удара и длительности импульса.

Установочная панель должна быть достаточно массивной и жесткой с тем, чтобы исключить влияние на результаты испытаний. Вследствие значительной массы, перемещение установочной панели незначительно. Жесткость основания обеспечивает отсутствие накопления или потери энергии при испытании на ударостойкость.

А.2 Энергия удара и угол отклонения

С точки зрения данного испытания, энергия удара определяется как потенциальная энергия маятника до его отклонения

,

(А.2)

где - масса;

- ускорение вследствие гравитации;

- вертикальное смещение центра тяжести маятника.

Угол отклонения, в градусах, от вертикали измерен во избежание путаницы относительно точки измерения высоты отклонения. Угол находят из тригонометрической зависимости между и d.

А.3 Описание испытательной установки

Маятник, приведенный на рисунках А.1 - А.7, используют для получения ударной энергии желаемого уровня, соответствующего настоящему стандарту, а также уровней энергии, вопрос о которых в стадии рассмотрения. В частности, испытательная установка - это физический маятник, состоящий из шарнира, трубчатой стальной оси, конца оси, молотка или пятки, двух грузов массой по 0,25 кг; расстояние между осью вращения и ударной частью молотка составляет 1 м. Ударная часть молотка соответствует центру удара маятника. Положение грузов определяет сохранение положения центра удара.

Для испытаний грузы массой 0,5 и 1,0 кг устанавливают на конце оси маятника в самых нижнем и верхнем установочных отверстиях соответственно.

Рабочие параметры, определяющие действие маятника:

- с грузом массой 0,5 кг:

масса маятника.....................................1,44 кг

момент инерции.....................................1,17 

расстояние до центра тяжести.......................0,776 м

- с грузом массой 1,0 кг:

масса маятника.....................................1,93 кг

момент инерции.....................................1,61 

расстояние до центра тяжести.......................0,833 м.

Таблица А.1 - Углы отклонения маятника при испытании на ударостойкость

Энергия удара, Дж	Масса груза, кг	Угол отклонения (от вертикали)
1	0,5	25°
2		35°
3	1,0	36°
4		42°
5		47°
6		52°