Способ испытания материалов на динамическое сжатие

 

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ДИНАМИЧЕСКОЕ СЖАТИЕ, заключающийся в том, что образец, установленный между опорой и поршнем гидравлического силовозбудителя, нагружают импульсной нагрузкой путем подключения силовозбудителя к полости ресивера, начальный объем V и начальное давление PQP которого выбирают из условия со (- С Р.а..(Рор Sco ( и,- ) где FU.,., - нагрузка на образец КС„ максимуме его несущей способности, кг; С - жесткость гидравлического силовозбудителя, кг/см; - сжимаемость рабочей жидкости , - начальная площадь порганя S гидравлического силовозбудителя , см ; Д - координата точки пересечения начального запредельного участка кривой : нагрузка - перемещение (F-U.) с осью перемещений, см; й- АМО.КС макс - величина перемещения до максимума нагрузки, см, и регистрируют диаграмму напряжение деформация , отличающийся тем, что, с целью ,повьш1ения точности регистрации на участке остаточной прочности путем обеспечения постоi янной скорости деформации, уменьшают в момент потери образцом связнос (Л ти площадь поршня силовозбудителя и изменяют объем ресивера и давление в нем рабочей жидкости, исходя из условий ) S2 СП :V. рг А-РГ РМдХс Р п.р Ч рп S Рмакс где УП„ - объем ресивера в точке рп перегиба, см; -давление в ресивере в точрп СП ке перегиба, кг/см ; -площадь поршня силовозбуСП дителя в точке перегиба, F - нагрузка в точке перегиба, кг; Ермаке льный объем ресивера , см ; - максимально допустимое давление в гидросистеме, кг/см ;

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51)4 С 01 N 3/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

s (ь — - )

F ср зр / = — — — — - cV р" р F 1 ÷àvå

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (? 1) 3718758/22-03 (22) 27.03,84 (46) 07.09.85. Бюл. N - 33 (72) Е.Д.Певзнер (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерскorо дела (53) 620.178.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(- 542937, кл. С 01 N 3/36, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Р 736742, кл. G 01 N 3/08, 1978. (54)(57) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

НА ДИНАМИЧЕСКОЕ СЖАТИЕ, заключающийся в том, что образец, установленный между опорой и поршнем гидравлического силовозбудителя, нагружают импульсной нагрузкой путем подключения силовозбудителя к полости ресивера, начальный объем Vo и начальное давор ление P которого выбирают из усло0 вия

s (а- — — -) с мак со C V к

Р ор (к- — — -)

F макс макс С

P Г 8 () Box )

ie з где F — нагрузка на образец приМакс мак симуме е r о не сущей способности, кг;

С вЂ” жесткость гидравлического силовозбудителя, кг/см;

Р— сжимаемость рабочей жидкости, см /кг;

Ь вЂ” начальная площадь поршня

< з гидравлического силовозбудителя, см ;

Ь вЂ” координата точки пересечения начального запредельного участка кривой

"нагрузка — перемещение" (F-b) с осью перемещений, см

Ф ь = а мсккс а макс — величина перемещения до максимума нагрузки, см, и регистрируют диаграмму напряжение деформация, отличающийся тем, что, с целью, повышения точности регистрации на участке остаточной .прочности путем обеспечения постоянной скорости деформации, уменьшают в момент потери образцом связности площадь поршня силовозбудителя и изменяют объем ресивера и давление в нем рабочей жидкости, исходя из условий

P р

$ Рмакс сд где V1ð — объем ресивера в точке перегиба, см ;

P — давление в ресивере в точрр ке перегиба, кг/см ;

S „ — площадь поршня силовозбудителя в точке перегиба, см2 °

У

F — нагрузка в точке перегиба, кг;

V — максимальный объем ресивег ма кс ра, см ; р — максимально допустимое давР макс ление в гидросистеме, кг/см2;

1177725 д — координата точки пересечеМ ния участка остаточной прочности кривой (F-a) с осью перемещении а выче" том перемещения до точки перегиба д д, см.

Изобретение относится к технике испытания материалов, в частности к способам испытания образцов при импульсных динамических нагрузках для определения деформационно †прочкостных свойств материалов.

Цель изобретения — повышение точности регистрации на участке остаточной прочности путем обеспечения постоянной скорости деформации, 10

На фиг. 1 представлена схема устройства для осуществления способа испытания материалов на динамическое сжатие; на фиг. 2 — диаграмма изменения давления в ресивере от пе- 15 ремещения поршня силовозбуждения и кривая "нагрузка — абсолютная деформация испытуемого образца", Устройство содержит раму 1, гидравлический силовозбудитель 2 с порш-gp нем 3, два ресивера 4, для изменения объема которых служат гайки 5, быстродействующие клапаны б, стол 7, закрепленный на поршне 3 и служащий для размещения образца 8, и источник 9 давления со сливным краном 10. Поршень 3 выполнен состоящим из коаксиальных цилиндров, а силовозбудитель 2 имеет регулируемый упор 11 для поршня 3.

3р

Способ осуществляется следующим образом.

Для проведения испытания предварительно устанавпивают начальный объем ресивера V и начальное дав35 ление в нем Р . В зависимости от

0Р запредельных характеристик испытуемого образца породы, полученных для ближайшей статической скорости деформации, создаваемая гидравлическим силовозбудителем нагрузка на образец за максимумом его несущей способности незначительно и примерно на постоянную величину должна превосходить несущую способность

45 образца.

Выбор необходимого начального объема Ч ресивера и начального давления в нем Р осуществляют следующим образом, Строят полную диаграмму 1 нагрузка — перемещение (F-h), включая участок за максимумом несущей способности и участок остаточной прочности, полученную для образца данной породы при ближайшей статической скорости деформации, Начальный объем ресивера V определяют исходя из необходимого расхода жидкости д Ч при деформации образца на величину h, сжимаемости Р рабочей жидкости, начального давления Р в ресивере, упругой ор деформации рамы силовозбудителя Гц „ /С и начальной площади поршдЧ=Ч /3 Pop; (1) макс ) со (2) где Г, — нагрузка на образец при максимуме его несущей способности;

С вЂ” жесткость гидравлического силовозбудителя; д — координата точки пересечения начального запредельного участка кривой (Г-Ь) с осью перемещений.

Приравнивая уравнения (1) и (2), ! получаем

Гмлкд )

СО С

Чо (3) оР P.Р

Давление в ресивере Р выбирают так, что усилие, развиьаемое нагружаемой системой, примерно соответствует несущей способности образца на первоначальном нисходящем участке характеристики "нагрузка — абсолютная деформация", т.е. угол наклона характеристики "нагрузка - абсолютная деформация" нагружающей системы и угол наклона первоначального нис1177725 (4) (6) ходящего участка характеристики образца "нагрузка — абсолютная деформация" должны совпадать (фиг.2).

Тогда получают

Р оР F. макс

5 где F — начальное усилие, равное ор

Рор со

4ъ = - 4 макс > 10 величина перемещения до максимума нагрузки.

Отсюда

F (4- — — -)

Рма кс

<а кс

Р,ма )

С

В момент потери образцом связности, что соответствует точке. перегиба кривой "нагрузка — деформация" и ее переходу на участок остаточной прочности, определяющими становятся свойства образца в точке и за точкой перегиба.

Так как нагрузка F„ в точке перегиба и далее значительно меньш то выгодно в точке перегиба умень— шить площадь поршня до величины

S S и увеличить давление в ресиср со вере ло величины Р> ) Ра, так как

Рп при этом увеличивается сжимаемость З0 жипкости и требуется меньший объем ресивера. Таким образом, давление Р и рабочей жидкости в ресивере и его объем Vpö в точке перегиба устанавливают из условий

Р = — "- ар (5) рп Scn Р макс

РА р F„

40 где P — максимально. допустимое давление в гидросистеме; рмакс

d 1п — координата точки пересечения участка остаточной

4 прочности KpHBGH (F — 4 ) с осью перемещений за вычетом перемещения до точки перегиба d и

V — максимальный объем реси ма с вера.

Если имеющегося объема ресивера

V „ достаточно для выполнения макс условия (6), то можно не изменять площадь поршня и давление в ресивере.

Открыв кран 10 и быстродействующие клапаны 6, гайками 5 регулируют объем ресиверов 4 до расчетных величин Vp и Ч „, закрывают кран 10, отрегулировав дроссели быстропействующих клапанов 6, клапаны 6 запирают. Изменяют начальное давление ресиверов 4 до расчетных величин

РО9 и Р п путем подсоединения их последовательно к источнику 9 давления и устанавливают образец 8.

После открывания быстродействующего клапана 6 первого ресивера 4 (с параметрами V, Ppp) сжатая оР ОР в ресивере жидкость, расширяясь, попадает в рабочую полость силовозбудителя 2 и, перемещая стол 7, через коаксиальные цилиндры поршня 3 деформирует образец 8. При достижении частью коаксиальных цилиндров поршня 3 упора .11 эта часть останавливается и далее в нагружении участвует часть цилиндров поршня с площадью S n S о . В момент касания упора 11 конечного выключателя (не показан) вторым клапаном 6 к полости силовозбудителя 2 подсоединяется второй ресивер 4 (с параметрами

Vpp Ppp) и продолжается деформирование на участке остаточной прочности. Первый ресивер 4 (если давление в нем ниже, чем во втором ресивере) одновременно отключается своим быстродействующим клапаном 6.

1177725

Fop бшщ

Составитель В.Тальвойш

Редактор И.Николайчук Техред Л.Микеш Корректор .Е.Сирохман

Заказ 5546/44 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4