Установка для ударных испытаний образцов материалов

 

Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности образцов горных пород. Цель изобретения - расширение технол. возможностей установки путем послойного разрушения образца растягивающими усилиями с регулируемым направлением и скоростью развития фронта деформации образца. На раме 1 размещены наковаль ня 4 и вертикальные направляющие (И) 2 для сбрасываемого груза 3с ударником 5. На наковальне 4 установлен упругий полый цилиндр (Ц) 6, ось которого перпендикулярна Н 2. Захваты 7 в соответствии с числом слоев разрушения образца 8 размещены в Ц 6 попарно соосно друг другу в плоскости, перпендикулярной Н 2. В этой плоскости размещены тяги, связывающие захваты 7 с образующей Ц ,6. Обращенные к Ц 6 поверхности 12 и 13 ударника 5 наклонены к его оси под углом в соответствии с заданными направлением и скоростью перемещения фронта деформации образца 8. При сбрасывании груза 3 рабочие поверхности 12 и 13 деформируют Ц 6, начиная с торцов. Фронты деформации Ц 6 перемещаются ОТ торцов к центру с различными скоростями и интенсивностью нарастания деформаций, заданными формой поверхностей 12 и 13, При этом сечения Ц 6 .последовательно приобретают эллиптическую форму с большей осью, направленной по оси захватов 7, Перемещение захватов 7 приводит к деформированию образца 8 послойно распространяющимися по его длине нагрузками. 2 ил. (О (Л 4 О5 1чЭ СП сл Фиг./

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4197936/22-03 (22) 23.02.87 (46) 28.02.89. Бюл, Р 8 (72) Е.В.Лодус (53) 620.178.7 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1406371, кл. G 01 N 3/30, 1986. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ УДАРНЫХ ИСПЫТАНИЙ

ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности образцов горных пород. Цель изобретения — расширение технол. возможностей установки путем послойного раз.рушения образца растягивающими усилиями с регулируемым направлением и скоростью развития фронта деформации образца. На раме 1 размещены наковаль ня 4 и вертикальные направляющие (Н)

2 для сбрасываемого груза 3 с ударником 5. На наковальне 4 установлен упругий полый цилиндр (Ц) 6, ось которого перпендикулярна Н 2. Захваты 7

„„SU» 1462155 А1 (51)4 G 01 N 3/30//Е 21 C 39/00 в соответствии с числом слоев разрушения образца 8 размещены в Ц 6 попарно соосно друг другу в плоскости, перпендикулярной Н 2. В этой плоскости размещены тяги,. связывающие захваты 7 с образующей Ц;6. Обращенные к

Ц 6 поверхности 12 и 13 ударника 5 наклонены к его оси под углом в соответствии с заданными направлением и скоростью перемещения фронта деформации образца 8. При сбрасывании груза 3 рабочие поверхности 12 и 13 деформируют Ц 6, начиная с торцов.

Фронты деформации Ц 6 перемещаются от торцов к центру с различными скоростями и интенсивностью нарастания деформаций, заданными формой поверхностей 12 и 13. При этом сечения Ц 6 .последовательно приобретают эллиптическую форму с большей осью, направленной по оси захватов 7. Перемещение захватов 7 приводит к деформированию образца 8 послойно распространяющимися по его длине нагрузками. 2 ил.

1462155

Изобретение относится к технике спытаний материалов, в частности к

Установкам для ударных испытаний образцов, преимущественно горйых пород и других слоистых материалов.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей установки путем послойного разрушения образца астягивающими усилиями с регулирумым направлением и скоростью развия фронта деформации образца.

На фиг. 1 показана схема установки для, ударных испытаний образцов материалов, .: на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1, Установка содержит раму 1 с верти;кальными направляющими 2, сбрасыва емый груз 3, установленный на нап, равляющих 2, наковальню 4, закреплен,ную в нижней части рамы 1, ударник 5,20

,закрепленный на грузе 3, полый упру.: гий цилиндр 6, установленный на на::ковальне 4 перпендикулярно оси нап:.равляющих 2, захваты 7 для испытуемого образца 8 и механизм 9 для подъе25 ма и сброса груза 3. Цилиндр 6 пред-, . ставляет пространственно упругуюконструкцию и захваты 7 в соответствии с числом слоев разрушения образца 8 размещены в полости цилиндра 6 попар: но соосно друг другу в плоскости, перпендикулярной оси направляющих 2.

Захваты ? закреплены на поверхности образца 8 зажимами 10 и прикреплены тягами 11, расположенными в плоскос- 35 ти размещения захватов 7, к образующей цилиндра 6, Ударник 5 имеет обращенные к цилиндру 6 рабочие поверхности 12 и 13, которые наклонены к оси цилиндра б под углами в соответствии с заданными направлениями и скоростями перемещения фронта деформации образца 8, На поверхности образца 8 выполнены инициирующие риски 14 для направ- 45 ленин. развития фронта трещин.

Установка работает следующим образом.

С помощью механизма 9 сбрасывают груз 3 с ударником 5. В конце падениями ударник 5 деформирует цилиндр б так, что первыми деформируются торцы цилиндра 6, фронты деформации цилиндра 6 перемещаются от торцов к центру с различными скоростями и с различ- 55 ной интенсивностью нарастания деформаций, заданными формой рабочей IIoверхности ударника 5. Так на участке цилиндра 6, обслуживаемом рабочей поверхностью 12, скорость распространения деформации цилиндров 6 выше, чем на участке, контактирующем с поверхностью 13, но интенсивность нарастания деформаций вьппе на участке, контактирующем с поверхностью 13.

Это определяет скорость распространения волн деформации образца 8 и интенсивность нарастания нагрузок растяжения на нем.При деформировании цилиндра 6 его сечения приобретают постепенно эллиптическую форму с большей осью, направленной по оси,захватов 7, что приводит к перемещению за.хватов 7 и деформацию образца 8 послойно распространяющимися по его длине растягивающими нагрузками. Образовавшиеся трещины разрушения перемещаются вдоль инициирующих рисок 14 навстречу друг другу. При слиянии тре" щин происходит окончательное разрушение образца 8 с выделением остато.— чной энергии в виде возбуждения колебаний системы "образец — установка разлета осколков образца 8, нагрев осколков. Параметры разрушения фиксируются. Повторные опыты проводят при новых углах наклона рабочих поверхностей 12, 13 ударника 5, что задает новые параметры распространения волн деформации и трещин разрушения.

Установка обеспечивает послойное ударное деформирование образца с регулируемой скоростью и направлением распространения фронта деформации растяжения по материалу образца, что позволяет исследовать практически важные вопросы энерговыделения при регулируемой скорости развития разрушения, при слиянии фронтов разрушения. Эти исследования необходимы для составления баланса энергии разрушения удароопасного массива с целью прогноза характера его разрушения.

Формула изобретения

Установка для ударных испытаний образцов материалов, содержащая раму с вертикальными направляющими, сбрасываемый груз, установленный на направляющих, наковальню, закрепленную в нижней части рамы, ударник, закрепленный на сбрасываемом грузе, и захваты для образца, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью расСоставитель В. Тальвойш

Техред М.Дидьпс

/ /

Корректор -И.Муска

« й

Редактор Н.Горват

Заказ 665/39 Тираж 788 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,301

3 14621 ширения технологических воэможностей установки путем послойного разрушения образца растягивающими усилиями с регулируемым направлением и ско5 ростью развития фронта деформации образца, она снабжена полым упругим. цилиндром, установленным на наковаль". не перпендикулярно оси направляющих, при этом захваты в соответствии с числом слоев разрушения размещены в

4 полости цилиндра попарно соосно друг с другом в плоскости, перпендикулярной оси направляющих, и прикреплены к поверхности цилиндра посредством тяг, расположенных s этой плоскости, а рабочие поверхности ударника, обращенные к цилиндру, наклонены к его оси под углом в соответствии с заданными направлением и скоростью перемещения фронта деформации образца.