Стенд для ударных испытаний материалов

 

Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности образцов горных пород, при ударном нагружении, Цель изобретения - расширение технологических возможностей

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1448241 А1 (511 4 G 01 N 3/30, Е 21 С 39/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

>i - ° ь „": и 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4200989/22-03 (22) 27,02.87 (46) 30.12.88. Вюл. У 48 (75) Е.В.Лодус (53) 620.178.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1350544, кл. С 01 0 3/30, 1985. (54) СТЕНД ДЛЯ УДАРНЫХ ИСПЫТАНИЙ 1ЩТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности образцов горных пород, при ударном нагружении. Цель изобретения — расширение технологических воэможностей

1448241 тановлены дополнительные захваты 15. и 16. Ось захва:ов 15 и 16 перпеядйкулярна направлению перемещения П 4.

Величина деформации сжатия образца

17 регулируется перемещением захватов 15 и 16 винтом 19. При сбрасывании груза 14 тяги 12, сматываясь с барабанов 10, раскручивают барабан

11, Наматывающаяся на барабан 11 тяга 13 перемещает П 3 вверх навстречу

П 4. При соударении П 3 и 4 захваты

7 и 15 скользят по клиновой поверхности П 3 и деформируют образец 8 сжатием с изгибом, а образец 17— сжатием. После заданного времени П 3 и 4 разъединяют и возвращают в исходное положение. Скорость сближения

П 3 и 4 регулируется соотношением диаметров барабанов 10 и 11. 1 э.п.

Ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к устройствам для ударных испытаний образцов материалов, в том числе, образцов горных пород.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей стенда путем испытаний образцов на сжатие с изгибом до заданных деформаций изгиба, а также проведение испытаний яа 10 сжатие до заданных деформаций.

На чертеже показана схема стенда для ударных испытаний материалов.

Стенд содержит основание 1 с вертикальными направляющими 2, установ- 15 ленные на последних платформы 3 и 4, из которых платформа 3 выполнена в форме клина, а на обращенной к платформе 3 стороне платформы 4 выполнена ответная клиновая выемка 5, захва- 20 ты 6 и 7 для образца 8 и привод для вторичного разгона платформ 3 и 4, включающий двигатель 9, связанные с ним барабаны 10 и 11 с намотанными на них гибкими тягами 12 и 13 и груз

14, прикрепленный к платформе 4 и соединенный с гибкими тягами 12.

Тяга 13 прикреплена к платформе 3.

Клиновые поверхности платформ 3 и 4 стенда путем испытаний образцов на сжатие с изгибом до заданных деформаций изгиба. На установленных на основании 1 вертикальных направляющих 2 размещены платформы (П) 3 и 4. При этом П 3 выполнена в форме алина, а на обращенной к П 3 стороне П 4 выполнена ответная клиновая выемка 5.

На П 4 закреплен сбрасываемый груз

14. Прикрепленные к П 3 и 4 гибкие тяги 13 и 12 намотаны на барабаны 10 и 11. Сжатие и изгиб образца 8 обеспечивается захватом 6, установленным на П 4, и захватом 7, выполненным со сферической поверхностью для взаимо" действия с клиновой поверхностью П 3.

Величина деформации изгиба образца 8 регулируется перемещением захвата 6 винтом 18. Дпя нагружения сжатием дополнительного образца 17 на П 4 усвыполнены самотормозящимися. Захват

6 установлен на платформе 4, а соосный ему захват 7 имеет ударную сферическую поверхность, предназначенную для взаимодействия с клиновой поверхносгью платформы 3.

Установка содержит также дополнительные захваты 15 и 16 для сжатия дополнительного образца 17. Захваты 15 и 16 установлены на платформе

4 так, что их ось перпендикулярна направлению перемещения платформ 3 и 4. Установленные яа платформе 4 винты 18 и 19 служат, соответственно, для задания величины деформации изгиба образца 8 и величины деформации сжатия образца 17, Отверстие 20 в грузе 14 предназначено для выпрессовки платформы 3 из клиновой выемки 5 платформы 4.

Стенд работает следующим образом.

Сбрасывают груз 14 вместе с платформой 4. Тяги 12 сматываются с барабанов 10 и вращают барабан 11, на который наматывается тяга 13. Последняя перемещает платформу 3 вверх навстречу платформе 4. При соударении платформ 3 и 4 захват 7 скользит по клиновой поверхности платформы 3, от1448241

ВНИИПИ Заказ 6840/48 847

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 клоняется от вертикальной траектории движения и деформирует образец 8 из-„ гибом. Захват 15 скользит по клиновой поверхности платформы 3 и дефор5 мирует образец 17 сжатием.

После вхождения клиновой поверхности платформы 3 в выемку 5 платформы 4 сближение платформ 3 и 4 прекращается. Усилия со стороны захватов 7 10 и 15 направлены перпендикулярно направлению перемещения платформ 3 и 4.

Эти усилия исключают взаимный отскок платформ 3 и 4 по причине упругого восстановления образцов 8 и 17. 15

Образцы 8 и 37 находятся под постоянными заданными деформациями. С момента достижения заданных деформаций ведут регистрацию изменения усилий изгиба и сжатия на образце 8 и 20 сжатия на образце 17. После выхода кривых релаксации напряжений на наклонный или горизонтальный участок (в зависимости от задач испытаний), разъединяют платформы 3 и 4, прикладывая для этого усилие к платформе

3 через отверстие 20 с помощью приспособления для выпрессовки (не показано), и двигателем 9 возвращают платформы 3 и 4 в исходное положение. 30

Вращением винтов 18 и 19 перемещают захваты 6 и 7, 15 и 16 образцов

8 и 17 и изменяют величины задаваемых деформаций изгиба и сжатия соот" ветственно для образцов 8 и 17.. Повторяют опыт для новых значений величин деформаций образцов 8 и 17. Для изменения скоростей взаимного сближения платформ 3 и 4 изменяют соотношения диаметров барабанов 10 и 11, 40 чем достигают изменение, скоростей движения образца перед ударом, деформирования образцов и исследуют тем самым роль инерционных сил торможения движения образца в формировании релаксационной активности и прочностных показателей материала образцов.

Скорости движения платформ 3 и 4 и мощность установки регулируют изменением веса груэа 14. Угол конусности платформы 3 не превышает 6 -.

Предлагаемое изобретение позволяет проводить исследования нового типа — исследования релаксации напряжЕний при ударном деформировании перемещающегося образца. Такие испытания образца на изгиб со сжатием или на сжатие при различных скоростях движения образца перед достижением заданных деформаций достаточно точно соответствуют условиям нагружения элементов массива при обрушениях (кровли, почвы выработок). Поэтому результаты определений релаксационной активности пород в различных условиях нагружения позволяют определять запасы упругой энергии в массиве, которые могут реализоваться в форме горных ударов.

Формула изобретения

1. Стенд для ударных испытаний материалов, содержащий основание, две параллельно установленные подвижные платформы, захваты для образца испытуемого материала, установленные соосно друг друга на одной из платформ со стороны, обращенной к другой платформе, причем один иэ захватов закреплен на платформе, а второй выполнен с ударной поверхностью для взаимодействия с второй платформой, и привод для встреч" ного pasгона платформ, включаю-щий барабаны с намотанными на них гибкими тягами, связанными с платформами, и сбрасываемый груз, соединенный с тягами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения технологических воэможностей стенда путем испытаний образцов на сжатие с изгибом до заданных деформаций изги- ба, одна из платформ выполнена в форме клина, а на обращенной к клину стороне другой платформы выполнена ответная клиновая выемка, при этом клиновые поверхности выполнены самотормозящимися, а ударная поверхность захвата выполнена сферической.

2. Стенд по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью проведения испытаний на сжатие до заданных деформаций, он снабжен дополнительной парой захватов, установленных на платформе так, что их ось перпендикулярна направлению перемещения пЛатформ.