Установка для испытания образцов скальных горных пород на динамическое сжатие

 

(72) Автор изобретения

О. И. Киселев (7I) Заявитель (5É) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ СКАЛЬНЫХ

ГОРНЫХ ПОРОД НА ДИНАИИЧЕСКОЕ СЖАТИЕ

Изобретение относится к исследова-нию прочностных свойств материалов, а именно к установкам и устройствам для испытания образцов скальных горных пород на динамическое сжатие.

Известна установка для испытания материалов на динамическое сжатие, содержащая плиту для крепления на ней .испытуемого образца, боек в форме стакана, разгоняемый с помощью пороховой пушки 1 .

Достоверность результатов испытаний на данной установке в значительной степени зависит от параллельйости соударлемых поверхностей, которая в

3$ свою очередь определяется точностью установки образца относительно торцовой поверхности бойка.

Операция установки образца на данной установке весьма трудоемка и.требует применения дополнительных устройств.

Наиболее близкой к предлагаемой является установка для испытания образцов материалов на динамическое сжатие, содержащая корпус, имеющий цилиндрическую полость, соосно укрепленные в нем динамометрическую опору, служащую для установки на нее образца, и пуансон для передачи импульсной нагрузки на образец Г2 3.

Недостатком данной установки является то, что она не обеспечивает возможности определения степени разрыхления образца в момент, непосредственно предшествующий его разрушению, необходимой для понимания механизма происходящего разрушения, а также для расчета коэффициента разрых. ления скального массива, подвергнутого воздействию сотрясательного взрыва.

Цель изобретения - обеспечение возможности определения степени разрыхления образца.

Указанная цель достигается тем, что .установка снабжена эластичной трубчатой манжетой, которая установле. на в полости корпуса и герметично

926566

Формула изобретения

3 прикреплена к нему.. образуя с его внутренней поверхностью. кольцевой зазор, заполненный. жидкостью, приспособлением для создания начального давления жидкости и устройством для определенИя объема жидкости, вытесняемой при расширении образца из кольцевого зазора в отводной канал, выполненный в стенке корпуса.

Устройство для определения объема 10 вытесняемой жидкости может быть выполнено в виде мембранного датчика давления, установленного е корпусе на выходе отводного канала.

На чертеже показана предлагаемая установка, разрез.

Установка содержит полый корпус 1, соосно укрепленные в нем динамометрическую опору 2., служащую для установки на нее испытуемого образца (не показан), пуансон 3 для передачи импульсной нагрузки на образец. эластичную трубчатую манжету 4, которая установлена в полости корпуса 1 и гер- 5 метично прикреплена к нему, образуя с внутренней поверхностью кольцево". зазор, заполненный жидкостью 5, приспособление 6 для создания начального давления жидкости 5 и устройство 7 для определения объема жидкости 5. вытесняемой при расширении образца из кольцевого зазора в отводной канал 8, выполненный в стенке корпуса 1. Устройство 7 для определения объема вы35 тесняемой жидкости 5 выполнено в виде мембранного датчика давления, установленного в корпусе 1 на выходе отводного канала 8. На верхнем торце корпуса

1 установлена тарированная по толщине

40 шайба 9, служащая для задания осевой деформации .образца.

Устройство работает следующим образом.

В полости корпуса 1 устанавливает45 ся цилиндрический образец из испытуемой скальной горной породы так, чтобы его торцы прилегали к опорной поверхности пуансона 3 и динамометрической опоре 2. После этого приспособлением

6 создается начальное давление жидко50 сти 9, которая деформирует эластичную трубчатую манжету 4. так, что ее внутренняя поверхность плотно прилегает к поверхности образца по всему его периметру. Далее внешним нагружающим устройством (не показано) пуансон 3 мгновенно осаживается вниз до упора в шайбу 9.

Сразу .же после приложения импульсной нагрузки образец увеличивает свой объем эа счеу происходящих в его материале процессов трещинообразования и разрыхления, что в свою очередь приводит к растяжению эластичной манжеты ч и вытеснению части жидкости 5 в отводной канал 8, сопровождающемуся прогибанием мембраны устройства 7 для определения объема вытесняемой жидкости . Величина сигнала, фиксируемого устройством 7 в момент разрушения образца, пропорциональна увеличению объема образца эа счет происходящего раэрыхления его материала. Время задержки разрушения образца, равное времени от момента его нагружения до момента разрушения, определяется по осциллограмме изменения усилия, воспринимаемого динамометрической опорой 2.

Использование предлагаемой установки позволяет одновременно с определением времени задержки разрушения образцов скальных горных пород оценивать и степень их разрыхления, что необхо" димо как для углубленного изучения ,механики разрушения, так и для различных практических расчетов, например для расчета коэффициента разрыхления скального массива, подвергнутого воздействию сотрясательного взрыва.

1.Установка для испытания образцов скальных горных пород на динамическое сжатие, содержащая корпус, имеющий цилиндрическую полость, соосно укрепленные в нем динамометрическую опору, служащую для установки на. нее образца, и пуансон для передачи импульсной нагрузки на образец, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что. с целью определения степени раэрыхления образца, она снабжена эластичной трубчатой манжетой, которая установлена в полости корпуса и герметично прикреплена к нему, образуя с его внутренней поверхностью кольцевой зазор, заполненный жидкостью, приспособлением для создания начального давления жидкости и устройством .для определения объема жидкоСу14, вытесняемой при расширении образца из кольцевого зазора в отводной канал, выполненный в стенке корпуса.

2. Установка по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что устройство

Составитель м. Колтунов

Редактор А. Фролова Техред И.Гайду: Корректор В, Синицкая

Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2975/37 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная. 4

5 926566 6. для определения. объема вытесняемой действием импульсных нагрузок. Киев, жидкости. выполнено в виде мембранно- "Наукова думка"., 1979, с. 170-172. го датчика давления, установленного в корпусе на выходе. отводного канала. 2. Гольке 8. Фивичесж исслвдова Источники информации, ние высокоскоростного деформирования принятые во внимание при- экспертизе металлов.,- В кн.,: Физика быстропро1. Степанов Г. В, Упруго-пласти- текающих процессов, т. II.. М, "Мир", ческое-деформированне материалов. под 1971,"с. 77-78 (прототип).