Устройство для физико-механических испытаний строительных материалов

 

384049

ОПИСЛЫИЕ изоьеитиния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 08.!!.1971 (¹ 1623265/29-33) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 23Л .1973. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 6Х111.1973

М. Кл. G 01п 3/10

G O1b 5/30

Комитет по делам иаобретений и открытий при Совете тлинистрав

СССР

УДК 620.174.2.002.56 (088.8) Авторы изобретения

М. Г. Старицкий и Л. П. Степанов

Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники им. Б. E. Веденеева

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ

ИСПЫТАНИЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области лабораторных испытаний сгроительных материалов, в частности к исследованию зависимости между деформациями и действующими напряжения ми в таких материалах, как битумы, асфальты, искусственные смолы и др.

Известны устройства для физико-механических испытаний строительных материалов, включающие нагрузочные плиты, к одной из которых присоединен шарнирный рычаг с подвижным грузом, снабженным собственным приводом, и датчик равновесия шарнирного рычага.

Цель изобретен ия — обеспечение испытаний в широком диапазоне значений нагрузки и скорости ее приложения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство выполнено с дополнительным рычагом, связанным со свободной нагрузочной плитой и опертым. концами на подъемные винты привода, соединенного электрически с переключателем питания, который посредством датчика равновесия шарнирного рычага электрически связан с приводом подвижного гру= за.

На чертеже:представлена принци пиальная схема устройства.

Рабочими органами устройства для испытания материалов служат параллельные нагрузочн ые плиты 1 и 2, между которыми помещен образец 8 испытуемого материала или связанное с ним вспомогательное устройство (на чертеже не показано). Нижняя нагрузочная плита 1 снабжена приводом 4, который состоит из электродвигателя 5 и редуктора б, включающего, в частности, сменные шестерни 7 и дополнительный рычаг 8, установленный на подъемные винты 9 и 10. Верхняя нагрузочная плита 2 шарнирно связана с рычагом 11 вблизи его неподвижной опоры 12. На шарнирном рычаге 11 помещен подвижный груз 18 с приводом 14, состоящим из электродвигателя 15 и редуктора 1б с парой сменных шестерен 17. Противовес 18 прикреплен нитью к шарнирному рычагу П вблизи его свободного конца, являющегося подвижным элементом датчика 19 равновесия шарнирного рычага с контактами 20 и 21.

Переключатель 22 питания приводов 4 и 14 связан проводами также с электросетью непосредственно и через датчик 19 равновесия шарнирного рычага.

Устройство позволяет проводить .испытания образцов материалов при одном из следующих четырех режимов: при постоянной скоро= сти деформации; при отсутствии деформации предварительно напряженного образца (релаксационная схема), при постоянной величине нагрузки; прн постоянной скорости возрас30 тания нагрузки.

384049

Для испытания при постоянной скорости деформации груз 18 устанавливают в нулевое (на чертеже — крайнее правое) положение, а электродвигатель 15 с помощью переключателя 22 присоединяют к сети через датчик 19 равновесия рычага 11. С помощью сменных шестерен 7 и других органов настройки редуктора б привода 4 устанавливают требуемую скорость подачи нагрузочной плиты 1, а с помощью сменных шестерен 17 редуктора

1б подвижного груза 18 устанавливают такую скорость перемещения его по рычагу 11, чтобы скорость возрастания нагрузки была не ниже ожидаемой скорости возрастания внутренного напряжения в образце 8 при задачной скорости деформации. Образец 8 помещают на нагрузочную плиту 1 и осторожно поднимают ее с помощью ручного или механического привода до соприкосновения образца с натрузочной плитой 2.

Испытание начинают включением вручную синхронного электродвигателя 5. По мере деформирования образца 8 в нем воз растают внутренние напряжения,, которые передаются через плиту 2 н а шарнирный, рычаг 11 и выводят его из равновесного положения. Как только конец рычага замкнет контакт 20, включается двигатель 15, и подвижной груз

18 начинает перемещаться по рычагу 11 в сторону его свободного конца (н1а чертеже— влево), в силу чего возрастает давл ение его на плиту 2. Дв ижение,груза 11 прекращается, когда давление плиты 2 на образец уравновесит его внутреннее напряжение, вследствие чего шарнирный рычаг 11 возвратится в равн овесное положение и разомкн ет контакт 20.

Продолжающийся равномерный подъем нагрузочной плиты 1 вновь, вызывает повышение напряжения в образце 8, нарушение равновесия шарнирного рычага 11 и повторное перемещение груза 13. Подлежит регистрации скачкообразное изменение суммарной нагрузки на образец, характеризуемое положением подвижного груза н а рыча ге. Испытание заканчивается выключением вручную электродвигателя 5 привода плиты 1.

Для .испытания по релаксационной схеме электродвигатель 15 подвижного груза 18 присоединяют переключателем 22 к сети через датчик 19 равновесия рычага 11. Перед началом опыта в, образце 3, установленном между нагрузочными плитами 1 и 2, создают некоторое напряженное состояние путем деформирования его с постоянной скоростью.

Испытание по релаксационн ой схеме начинают с выключения вручную электродвигате= ля 5 при вода плиты 1 и прекращения дальнейшего де форми|рования. образца 8. В этот момент подвижной груз 18 должен находиться на шарнирном рычаге 11 в положении, обеспечивающем равновесие последнего, т. е. равенство нагрузки, на плиту 2 и суммарного сопротивления образца 3.

iB результате рассасывания (релаксации) внутренних наппяжений в образце 3 его про5

4 тиводейсгвие давлению нагрузочной (пл иты 2 уменьшается и ша рнирный рычаг 11 опускается, Замыкание контакта 21 включает реверсивный двигатель 15 подвижного груза 13, и он перемещается в направлении опоры (на чертеже — в право) до тех пор, пока не восстановится равновесие рычага 11. Продолжающееся рассасывание напряжений в образце вновь вызывает нарушение равновесия рычага 11 и повторное скачкообразное перемещен ие груза 13, которое и регистрируется во времени. Испытание заканчивается выключением электродвигателя 15 |подвижного груза

13 автоматически по достижении им нулевого положения с помощью концевого выключате= ля, либо вручную в промежуточном положени,и.

Для испытания при постоянной нагрузке подвижной груз 13 с отключенным от сети электродвигател|ем 15 устанавливают в положение, обеспечивающее передачу на нагрузочную плиту 2 требуемого усилия, и дают рычагу 11 опереться концом на контакт 21.

Привод 4 плиты 1 настраивают на скорость подъема, превышающую ожидаемую скорость деформации образца. Образец устанавливают на плите 1 и осторожно поднимают ее вручную или механически до соприкосновения образца с нагрузочной плитой 2.

Испытание начинают включен ием электродвигателя 5 в сеть через датчик,19 равновесия рычага 11. Поскольку в исходном положении контакт 21 замкнут, нагрузочная плита 1 начинает подниматься с образцом до тех пор, пока он, восприняв полную нагрузку, не поднимет рычаг 11 в равновесное положение.

При этом контакт 21 разомкнется, и движение плиты 1 с образцом прекратится, Повторные замыкания контакта 21 и (продвижен ие вверх плиты 1 с образцом 8 происходят на продолжении всего испытания, по мере деформирования образца постоянной нагрузкой. Регистрируются эти скачкообразные перемещения пл иты 1 во времени.

Для испытания при постоянной скорости возрастания н агрузки редуктор lб подвижного груза 13 настраивают на требуемую скорость повышения нагрузки, и,груз устанавливают в нулевое положение (на чертеже— крайнее правое), при котором шарнирный рычаг 11 находится в равновесии, и контакты

20 и 21 разомкнуты. Настройку привода 4, включение электродвигателя 5, установку ооразца 3 и подведение его до соприкосновения с нагрузочной, плитой 2 выполняют, как при предыдущей схеме испытания, однако плита 1 остается при этом неподвижной, поскольку контакт 21 разомкнут.

Испытание начинают включением вручную электродвигателя 15 подвижного груза 18.

Груз начинает двигаться к свободному концу рычага ll (н а чертеже — влево), нагрузка на образец 8 возрастает и вызывает его деформацию. Шарнирный рычаг 11 периодически выходит из равновесия, замыкает контакт 21

384049

:7 78

-,-щ 7 1

Составитель В. Прошин

Техрсд Т. Ускова

1;оррскторы. H. Лук и Е. Денисова

Редактор A. Купрякова

Заказ 2143114 Изд. ¹ 1562 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПР1 Комитета по дслаги изобретеш1й и открытий при Совстс Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4,5

Типография, пр. Сапунова, 2 и авто.матически вызывает кратковременные поднятия плиты 1 для компенсации деформации, как это происходит и при предыдущей схеме испытания.

Регистрацию передвижения груза .18 по рычагу 11 и, следовательно, изменения во времени суммарной нагрузки на образец 8 при испытании по двум первым схемам можно осуществл ять визуально по указателю, укоепленному на грузе 18 и скользящему по шкале на рычаге 11, либо записывать автоматически на барабане с часовым механизмом, .помещенHolM в подвижном грузе 18. Целесообразно сочетание автоматической записи с периодическими контрольными визуальными отсчетами.

Движение нагрузочной плиты 1 и, следовательно, ход суммарной деформации образца 8 во времени можно регистрировать визуа1hllo или автоматически с помощью любых известных приборов для замера смещения плиты относительно неподвижной станины машины, Для той же цели может служить барабан с часовым механизмом, записывающий движен|ие подъемного винта 10.

Помимо осевого сжатия образца 8 между нагрузочными плитами I и 2 применение соответствующих вспомогательных устройств позволяет осуществлять его осевое растяжение и поперечный изгиб, а при необходимости и другие формы нагружения.

Предмет изобретения устроЙство для физико-механических ис пытаний строительных материалов. включающее нагрузочные плиты, к одной из которых присоединен шарнирный рычаг с подвижным грузом, снабженным собственным приводом, и датчик равновесия шарнирного рычага, отли1аюш,,ееся тем, что, с целью обеспечения испытаний в широком диапазоне значений нагрузки и скорости ее приложения, устройство выполне lo с дополнительным рычагом, связанным со свободной нагрузочной плитой и опертым концами на подъемные винты привода, соединеííî" о электрически с переключателем питания, которьш посредством датчика равновесия шарнирного рычага электрически связан с привэдом подвижного Груза.