СТА 3/2010

54 СТА 3/2010 РАЗРАБОТКИ КОНТРОЛЬНО ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ www.cta.ru В ВЕДЕНИЕ Развитие новой техники, связанной с освоением космического пространства, использованием атомной энергии и во оружений, авиа и судостроением, эле менты которой работают в экстремаль ных условиях, требует всестороннего экспериментального изучения механи ческих свойств различных материалов, конструктивных элементов и изделий в условиях, приближённых к реальным условиям эксплуатации. Инструментом для имитации таких условий служит раз личное испытательное оборудование, в том числе оборудование для испытаний образцов материалов и определения их механических свойств [1, 2, 3], для ресурсных испытаний конструктивных элементов и изучения их прочностной выносливости в условиях больших пе регрузок [4], для климатических испы таний и др. Особое место в ряду обору дования для проведения прочностных испытаний занимают установки для ис пытания изделий, имеющих форму обо лочек, внутренним давлением. К таким изделиям относятся элементы военной техники (гильзы артиллерийских снаря дов, оболочки двигательных отсеков боевых ракет и др.), трубопроводы конструкций энергетического машино строения, различного вида сосуды (газо вые баллоны, баллоны для хранения криогенных жидкостей и пр.) и другие изделия и их элементы, имеющие цилин дрическую и сферическую форму. При испытаниях натурных образцов изделий или их моделей внутренним давлением они заполняются жидкими или газооб разными испытательными средами под высоким давлением, которое создаёт в материале испытываемых изделий двух осное напряжение. В результате испыта ний определяются напряжённо дефор мированное и предельное состояния оболочек изделий при их статическом и малоцикловом нагружении испытатель ным давлением. Испытательное давле ние у многих изделий, в частности воен ного назначения, достигает величины 100 МПа и более. В установках для испытания конструк ционных элементов оболочковой фор мы, эксплуатируемых на ряде предприя тий до настоящего времени, нагружение образца внутренним давлением произ водится гидравлической системой, ис пользующей принцип создания высоко го давления за счёт разницы в рабочих площадях поршней двух гидроцилинд ров, механически связанных между со бой [5]. В таких установках исходное давление рабочей жидкости (минераль ное масло) величиной 16–20 МПа, соз даваемое насосной станцией, воздей ствует на поршень гидроцилиндра боль шого диаметра (большой рабочей пло щади), механически связанного с порш нем гидроцилиндра меньшего диаметра, с помощью которого испытательная среда выдавливается в рабочую полость образца, обеспечивая тем самым внутри него высокое испытательное давление, величина которого относительно исход ного давления пропорциональна отно шению рабочих площадей поршней гид роцилиндров. Основными недостатка ми установок прежних лет выпуска яв ляются невозможность проведения цик лических испытаний и сложность реа лизации нагружения образца с норми рованной скоростью, в том числе по за Автоматизированная система управления установкой для испытания изделий внутренним давлением Виктор Роженцев, Юрий Прокопенко, Владимир Мараховский, Николай Прокопенко, Анатолий Новиков, Александр Шаманин, Андрей Фищиленко В статье описана построенная на базе промышленного компьютера система управления установкой для испытания конструкций в форме оболочек внутренним давлением жидкости величиной до 125 МПа. Представлены основные характеристики и технические возможности установки, дано описание взаимодействия её составных частей друг с другом под управлением данной системы. Максимальное испытательное давление 125 МПа Максимальное количество задаваемых ступеней испытательного давления при нагружении/разгружении 20 Диапазон скоростей изменения испытательного давления От 0,1 до 1 МПа/с Погрешность измерения испытательного давления Не более ±1% Погрешность отработки и поддержания испытательного давления Не более ±5% Погрешность измерения объёмного расширения сосуда Не более ±3% Продолжительность выдержки сосуда под испытательным давлением От 1 с до 6 ч Максимальная частота циклов «нагружение – разгружение» 10 мин –1 Максимальное количество регистрируемых циклов «нагружение – разгружение» 10 8 Таблица 1 Основные технические характеристики системы управления и измерения © СТА-ПРЕСС