Устройство для динамических испытаний

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ, содержащее основание, расположенную на основании вертикальную раму, закрепленный на раме гидроцилиндр , служащий для нагружения испытуемого образца, сообщенный с полостью гидроцилиндра источник высокого давления и фиксатор для удержания плунжера гидроцилиндра во взведенном положении, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью приближения условий испытаний к натурным, оно снабжено коническими пружинами и упорами, закрепленными на боковых стойках рамы, верхняя траверса рамы имеет отверстия для прохода в них боковых стоек и установлена с возможностью перемещения по боковым стойкам , а конические пружины расположены между упорами и внешней поверхностью верхней траверсы, корпус гидроцилиндра закреплен на внутренней стороне верхней траверсы,а фиксатор выполнен в виде расположенной на ниж-( ней траверсе рамы, втулки,установлен- sg кого на втулке разрезного кольца и (Л закрепленного на конце плунжера гидроцилиндра удг.рника в виде усеченно:С го конуса расположенного внутри разрезного кольца. оо ю fv 00

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУбЛИН

ЗЬВ С 01 И 3 30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕЧИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (К ASTOPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВ б

) (21) 3570276/25-28 (22) 31.03.83 (46) 30.04.84. Бюл . Р 16 (72) P.Ã.Õëîïîòîâ (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (53) 620.178.72 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 276476, кл. .; 01 и 3/36, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 736742, кл. 0 01 _#_ 3/08, 1978 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАЛИЧЕСКИХ

HCflblTAHHA, содержащее основание, расположенную на основании вертикальную раму, закрепленный. на раме гидроцилиндр, служащий для нагружения испытуемого обраэца, сообщенный с полостью гидроцилиндра источник высокого давления н фиксатор для удержа„.Я0„„1089478 А ния плунжера гидроцилиндра во вэведенном положении, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью приближения условий испытаний к натурным, оно снабжено коническими пружинами и упорами, закрепленными на боковых стоЯках рамы. верхняя траверса рамы имеет отверстия для прохода в них боковых стоек и установлена с возможностью перемещения по боковым стойкам, а конические пружины расположены между упорами и внешней поверхностью верхней траверсы, корпус гидроцилиндра закреплен на внутренней стороне верхней траверсы,а фиксатор выполнен в виде расположенной на ниже

С2 ней траверсе рамы, втулки, установлен- э ного на втулке разрезного кольца и закрепленного на конце плунжера гидроцилиндра уд;.рника в виде усеченного конуса;расположенного внутри раз- С резного кольца.

1089478

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для динамических испытаний.

Известно устройство для динамических испытаний, содержащее основание, закрепленный на основании пневмоцилиндр, служащий для нагружения испытуемого образца, сообщенный с полостью пневмоцилиндра источник высокого давления и фиксатор для удержания плунжера пневмоцилиндра во вэве- 10 денном положении, выполненный в виде отсечного клапана (13.

Недостатком данного устройства является невожможность воспроизведения зависимости напряжение-деформа- 15 ция после потери несущей способности образца из-за значительных перемещений при больших скоростях плунжера пневмоцилиндра.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для динамических испытаний, содержащее основание, расположенную на основании вертикальную раму, закрепленный на раме гидроцилиндр, служащий для нагружения испытуемого образца, сообщенный с полостью гидроцилиндра источник высокого давления и фиксатор для удержания плунжера гидроцилиндра во взведенном положении. Верхняя траверса рамы жестко закреплена на боковых стойках рамы, а фиксатор ныполнен в виде быстродействующего клапана 2 ).

Однако в известном устройстве недостаточная приближенность условий испытаний к натурным за счет невозможности воспроизведения нелинейной зависимости напряжение-деформация после потери несущей способности образца, так как нагрузка при расшире- 40 нии жидкости изменяется линейно при росте деформации образца.

Цель изобретения — приближение условий испытаний к натурным.

Поставленная цель достигается тем,45 что устройство для динамических испытаний, содержащее основание, расположенную на основании вертикальную раму, закрепленный на раме гидроцилиндр, служащий для нагружения испытуемого образца, сообщенный с полостью гидроцилиндра источник высокого давления и фиксатор для удержания плунжера гидроцилиндра во взведенном положении, снабжено коническими пружинами и упорами, закрепленными на боковых стойках рамы, нерхняя траверса рамы имеет отверстия для прохода в них боковых стоек и установлена с возможностью перемещения по боковым стойкам, а кониче- 60 ские пружины расположены между упорами и ннешней поверхностью верхней траверсы, корпус нидроцилиндра закреплен на внутренней стороне верхней транерсы, а фиксатор выполнен н ви- 65 де расположенной на нижней траверсе рамы втулки, уст нонленного на втулке разрезного кольца и закрепленного на конце плунжера гидроцилиндра ударника в виде усеченного конуса, расположенного внутри разрезного кольца.

Приближение условий испытаний к натурным достигается эа счет воспроизведения нелинейной зависимости напряжение-деформация после потери несущей способности образца путем использования конических пружин.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 — сечение A-A на фиг. 1.

Устройство содержит вертикальную раму, выполненную н виде верхней транерсы 1, боковых стоек 2 и нижней траверсы 3, расположенный на основании (не показано ), гидроцилиндр в виде корпуса 4, плунжера 5, служащего для нагружения испытуемого образца 6, источник 7 высокого давления, сообщенный с полостью 8 гидроцилиндра, конические пружины 9, упоры 10, закрепленные на боковых стойках 2 рамы, фиксатор для удержания плунжера 5 гидроцилиндра во взведенном положении, выполненный н виде расположенной на нижней траверсе 3 втулки 11, установленного на втулке 11 разрезного кольца 12 и закрепленного на конце плунжера 5 ударника 13 в виде усеченного конуса, расположенного внутри разрезного кольца 12. Конические пружины 9 расположены между упорами 10 и внешней поверхностью верхней транерсы 1 рамы; верхняя траверса 1 имеет отверстия (не показаны) для боковых стоек 2 и установлена с возможностью перемещения по нити, корпус 4 гидроцилиндра закреплен на внутренней стороне верхней траверсы 1.

Устройство работает следующим образом.

Если характер диаграммы напряжение-деформация материала испытываемого образца б при статическом режиме нагружения неизвестен, необходимо выбрать рабочие параметры устроиства, т.е. нужно установить суммарную характеристику жесткости устройства, н обходимую для испытания данного вида материала н динамическом режиме нагружения, исходя из выбора рабочей характеристики жесткости конических пружин 9 и линейной характеристики жесткости гидроцилиндра, первая из которых будет зависеть от степени предварительного поджатия конических пружин 9, а вторая — от объема полости 8. Степень поджатия конических пружин 9 и объем полости 8 определяют по результатам статических испытаний. для чего убирают конич< скис иружи1089478

Составитель В.Мешковский

Редактор И.Ковальчук Техред Т.Дубинчак Корректор Г. Решетник

Заказ 2925/41 Тираж 823 Подписное

ВНПППИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4 ны 9 со стоек ?, а упорами 10 фиксируют в неподьижном состоянии верхнюю траверсу 1. Одну иэ конических пружин 9 помешают на место втулки 11, а разрезное кольцо 12 заменяют сплошным. Производят ряд пробных испытаний образцов б, увеличением или уменьшением объема полости 8 добиваясь такого разрушения, при котором не происходит разлет осколков образца б. Достигнув этого, фиксируют степень предварительного сжатия конических пружин 9, затем пружины 9 устанавливают на стойки 2 рамы и упорами 10 задают степень предварительного поджатия. Объем полости 8 15 гидроцилиндра, полученный иэ предварительных опы=ов, также фиксируют.

Образец б помещают в пространство внутри втулки 11, на которую укладывают разрезное кольцо 12, в которое вставляют ударник 3. Подают жидкость из источника 7 в полость 8 гидроцилиндра. При определенном давлении ударник 13 перемещается относительно разрезного кольца 12 до момента, когда ударник 13 проскакивает сквозь разрезное кольцо 12 и производит динамическое кагружение образца 6.

Перед нагружением зазор между образцом 6 и ударником 13 устанавливают равным пути, проходящему ударником

13 до срабатывания фиксатора, когда ударник 13 проскальзываст сквозь разрезное кольцо 12.

Если заранее известна диаграмма напряжение-деформация испытываемых образцов 6, то, изменяя объем полости 8 гидроцилиндра, а значит меняя линейную часть характеристики жесткости устройства и степень поджатия конических пружин 9, можно получить суммарную характеристику жесткости, которая совпадает с нелинейной характеристикой напряжениедеформация после потери несущей способности образца 6. Найденные таким образом объем полости 8 гидроцилиндра и степень поджатия пружин 9 используют при испытаниях в динамическом режиме, Скорость нагружения образца 6 может быть изменена изменением толщины разрезного кольца 12, так как при этом, для того, чтобы сработал фиксатор, т.е. ударник 13 проскочил сквозь кольцо 12, необходимо создать большее давление в гидроцилиндре ибо на деформацию кольца 12 нужно большее усилие. Увеличение давления ведет к увеличению скорости движения плунжера 5, а следовательно, и ударника 13 после срабатывания фиксатора.

Предлагаемое устройство позволяет испытывать большой класс горных пород и строительных материалов, имеющих нелинейную зависимость напряжение-деформация, после потери несущей способности испытуемого образца.