Установка для испытания образцов при плоском напряженном состоянии

 

Изобретение относится к технике испытаний материалов. Цель изобретения - расширение технологических возможностей установки путем обеспечения перемещения нагруженного образца . В опорной раме 1 установки размещены 6okOBbie захваты 2, 3 для образца 4. В захвате 2 выполнена емкость для контробразца (КО) 5. Для перемещения образца 4 относительно поверхности КО 5 торцовые захваты 6, 7 образца 4 соединены со штоками 10, 11 гидроцилиндров (ГЦ) 8, 9. Ударные скорости перемещения обеспечиваются использованием платформы 18 для зак /У вата 2 и упоров 19, 20. Для бокового нагружения образца 4 перпендикулярно направлению перемещения на штоках 10, 11 закреплен ГЦ 12. Для неравномерного бокового обжатия образца 4 параллельно ГЦ 12 установлены дополнительные ГЦ 21, 22, Захват 3 выполнен в виде различных по площади и связанных со гатоками ГЦ 12, 21, 22 площадок 23. Полости ГЦ 8, 9, 12, 21, 22 соединены с источником 14 давления. В статическом режиме упоры 19, 20 фиксируют положение платформы 18. От источника 14 создают давление в ГЦ I 12, 21, 22 и прижимают через площадки 23 образец 4 к КО 5. Создавая попеременно давление в ГЦ 8 и 9, фиксируют усилие перемещения образца 4 по поверхности КО 5. При постоянном давлении в ГЦ 8 или 9 снижают давление в ГЦ 12, 21, 22, оценивая подвижки при разгрузке обжатия. В ударном режиме платформа 18 движется вместе со штоками 10, 11 до момента контакта с упором 20. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. /У ю (Л 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1448239 А 1 (511 4 G О1 N 3/)О//Е 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУААРСТВЕННЫй НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬ)ТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4200636/22-03 (22) 27.02.87 (46) 30.12.88. Бюл. У 48 (75) E.Â.Лодус (53) 620.178(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1231424, кл. G 01 N 3/08, !984. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ ПРИ ПЛОСКОМ НАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ (57) Изобретение относится к технике испытаний материалов . Цель изобретения — расширение технологических возможностей установки путем обеспечения перемещения нагруженного образца. В опорной раме 1 установки разме- щены бо)новые захваты 2, 3 для образца 4. В захвате 2 выполнена емкость для контробразца (KO) 5. Для перемещения образца 4 относительно поверхности КО 5 торцовые захваты 6, 7 образца 4 соединены со штоками 10, ll гидроцилиндров (ГЦ) 8, 9. Ударные скорости перемещения обеспечиваются использованием платформы 18 для sax22 вата 2 и упоров )93 20. Для бокового нагружения образца 4 перпендикулярно направлению перемещения на штоках 10, ll закреплен ГЦ 12, Для неравномерного бокового обжатия образца 4 параллельно ГЦ 12 установлены дополнительные ГЦ 21, 22. Захват 3 выполнен в виде различных по площади и связанных со штоками ГЦ 12, 21, 22 площадок 23. Полости ГЦ 8, 9, 12, 21, 22 соединены с источником 14 давления.

В статическом режиме упоры 19, 20 фиксируют положение платформы 18. От источника 14 создают давление в ГЦ

12, 21, 22 и прижимают через площадки 23 образец 4 к КО 5, Создавая попеременно давление в ГЦ 8 и 9, фиксируют усилие перемещения образца 4 по поверхности КО 5. При постоянном давлении в ГЦ 8 или 9 снижают давление в ГЦ 12, 21, 22, оценивая подвижки при разгрузке обжатия. В ударном режиме платформа 18 движется вместе со штоками 10, 11 до момента контакта с упором 20. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1448239

Изобретение относится к технике испытаний материалов, к установкам для испытания образцов горных пород и других материалов при плоском напряженном состоянии, Цель изобретения - расширение технологических возможностей установки путем обеспечения перемещения нагруженного образца при различных режимах щ изменения усилий и перемещений, проведение испытаний при ударных скорос-. тях перемеп1ения нагруженного образца, испытания при неравномерном боковом обжатии образца.

На чертеже показана схема установки для испытания образцов при плоском напряженном состоянии.

Установка содержит опорную раму 1, размещенные в ней боковые захваты 2 20 и 3 для образца 4, причем в захвате

2 выполнена емкость для контробраэца

5„ торцовые захваты 6 и 7 для образца 4, механизм перемещения, выполненный в виде двух соосно закрепленных 25 в раме 1 гидроцилиндров 8 и 9, штоки

10 и ll которых соединены с торцовыми захватами 6 и ?, механизм нагружения, выполненный в виде гидроцилиндра 12, корпус которого закреплен на щ штоках 10 и ll, а шток 13 расположен перпендикулярно штокам 10 и 11 и сое" динен с боковым захватом 3, и источник 14 давления, соединенный посредством вентилей 15-17 с рабочими полостями гидроцилиндров 8, 9, 12.

Установка содержит также платформу 18, установленную на раме 1 с возможностью перемещения вдоль оси штоков 10 и 11 и соединенную с боковым 40 захватом 2, и ограничители 19 и 20 перемещения платформы 18.

При необходимости неравномерного бокового обжатия образца 4, механизм нагружения включает дополнительные 45 гидроцилиндры 21 и 22 по числу участков нагружения, установленные параллельно гидроцилиндру 12, а боковой захват 3 выполнен в виде соединенных со штоками гндроцилиндров 12 2 1 22

50 площадок 23, площади рабочих поверхностей которых подобраны в соответствии с заданными распределением боковой нагрузки.

Установка работает следующим образом.

Для испытаний в статическом режиме перемещений ограничителями 19 и

20 фиксируют положение платформы 18, Через вентиль 16 подают давление в рабочие полости гидроцилиндров 12, 21, 22 и нагружают образец 4 неравномерно распределенной по поверхности боковой нагрузкой. Через вентиль

15 подают давление в рабочую полость гидроцилиндра 8 и путем смещения торцового захвата 6 смещают образец 4 относительно контробразца 5, фиксируя рабочее давление в момент начала сдвига и изменение давления по мере смещения образца 4 относительно; контробразца 5.

Затем через вентиль 17 подают давление в рабочую полость гидроцилиндра 9 и производят обратное смещение .образца 4 относительно контробразца

5 при том же или ином давлении обжатия. За полученную разность в характере изменения усилия сдвига ответственность несет факт перемещения по обломкам разрушения на контактах, обраэовавшихся после первого перемещения °

Перемещения образца 4 могут повторяться многократно при различных усилиях обжатия и с различными скоростями перемещения, в пределах статических скоростей. Следующие опыты проводят так, что сначала задают избыточное давление обжатия. Затем создают постоянное давление в одном из цилиндров 8 или 9, в зависимости от расположения образца 4 на контробразце 5. После этого постепенно сбрасывают нагрузку обжатия и определяют момент начала сдвига. Этим исследуются подвижки в массиве при разгрузке последнего от опорного давления.

Следующие опыты проводят при пропорциональном изменении усилия обжатия и сдвигающего усилия. Для этого через вентили 15 и 16 гидравлически соединяют полости гидроцилиндров 8 и

12, 21, 22. Затем подают давление в полости всех гидроцилиндров . После этого вентиль 17 открывают на регулируемый слив, а в остальные гидроцилиндры подают возрастающее давление. Разность давлений в гидроцилиндрах 8 и 9 приводит к перемещению штоков 10 и 11 и к сдвигу образца 4 относительно контробразца 5 при пропорциональном изменении усилий сдвига и обжатия в соотношении, заданном соотношениями рабочих сечений гидроцилиндров 8 и 12 21, 22.

1448239

ВНИИПИ Заказ 6840/48

Тираж 847 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Для испытаний в ударном режиме перемещений образца 4 ограничители

19 и 20 устанавливают в положение, допускающее перемещение платформы 18 (см. чертеж), Через вентиль 16 обжимают образец 4 ° Накапливают давление в источнике 14 и открывают вентиль

15. При перемещении штока 10 платформа 18 разгоняется и тормозится при 10 контакте с ограничителем 20. Продолжакщееся движение штока 10 приводит к смещению образца 4 относительно контробразца 5 в скоростном режиме, как это имеет место при реализации 15 упругой энергии в массиве горных пород. Для обратного смещения используют гидроцилиндр 9 и ограничитель

19.

Для изменения распределения боко- 20 вой нагрузки заменяют боковой захват

3 площадками 23, учитывая, что у илия распределяются обратно пропорционально площадям рабочих сечений площадок 23. 25

Гидроцилиндры 12, 21, 22 соединяются в блок или высверливаются в общем основании. Торцовые захваты 6 и 7 представляют собой упоры, жестко соединенные со штоками 10 и 11. 30

Изобретение позволяет проводить исследования подвижек обжатого образца при перемещении era во взаимно противоположных направлениях при постоянном усилии обжатия, при пропорциональном изменении обжимающей и сдвигающей нагрузок, при ударных или статических скоростях смещений и при неравномерном обжатии поверхности образца, Указанные исследования могут 40 использоваться для учета подвижек при решении различных геомеханических задач, в том числе, связанных с подвижками при бурном разрушении, при снижении опорного давления, при пере- 45 распределении главных напряжений в массиве горных пород.

Формула изобретения

1. Установка для испытания образцов при плоском напряженном состоянии, содержащая опорную раму, раз мев щенные в ней боковые захваты для образца, в одном иэ которых выполнена емкость для контробразца, механизм нагружения, связанный с боковыми захватами, торцовый захват для образца и механизм перемещения, связанный с торцовым захватом, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей установки путем обеспечения перемещения нагруженного образца при различных режимах изменения усилий и перемещений, она снабжена вторым торцовым захватом для образца и источником давления, механизм перемещения выполнен в виде двух соосно закрепленных на раме гидроцилнндров, штоки которых соединены с торцовыми захватами, механизм нагружения выполнен в виде гидроцилиндра, корпус которого закреплен на штоках гидроцилиндров механизма перемещения, а шток размещен перпендикулярно этим штокам и соединен с вторым боковым захватом, при этом рабочие полости всех гидроцилиндров соединены с источником давления.

2. Установка по п.1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что с целью проведения испытаний при ударных скоростях перемещения нагруженного образца, она снабжена платформой для бокового захвата с емкостью, установленной на раме с возможностью перемещения вдоль оси штоков механизма перемещения, и ограничителями перемещения платформы.

3. Установка по п.1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью испытаний при неравномерном боковом обжатии образца, она снабжена установленными параллельно гидроцилиндру механизма нагружения дополнительными гидроцилнндрами со штокамн, а боковой захват выполнен в виде площадок с рабочими поверхностями, площади которых подобраны в соответствии с заданным распределением боковой нагрузки.