Установка для испытаний на прочность при сложном напряженно- деформированном состоянии

 

УСТАНОВКА ДЛЯ ИСШТАНИЙ НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ СЛОЖНОМ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОМ СОСТОЯНИИ, содержащая корпус, две пары взаимно перпендикулярных штоков для приложения иагрузки к боковым граням образца, силовые пружины, соединяющие штоки с захватами образца, устройство для перемещения штоков, включающее замкнутую направляющую , с внутренней поверхностью которой взаимодействуют концы штоков, и привод вращения, отличающаяся тем, что, с целью проведения испытаний при нарастаклцей боковой пульсирующей нагрузке и одновременно нарастающем осевом сжатии, она снабжена дополнительной силовой пружиной для приложения осевой нагрузки к образцу , связанной с направляющей, а направляющая имеет форму усеченной правильной пирамиды с четным числом граней, установленной с возможностью вращения относительно продольной оси (Л и осевого перемещения при помощи скрепленного с ней и ввернутого в корпус ходового винта, кинематически связанного с приводом вращения.

SU„„.10992 8

СОЮЗ COBETCHHX

NQWNOIH

РЕСПУБЛИН

Э(Я) С 01 N 3 34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0ТНРЦТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

lidhiwo Ы, (21) 3559386/25-28 (22) 24.02.83 (46) 23.06.84.Бюл. М 23 (72) Е.В.Лодус (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (53) 620.178.322(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 233262, кл. G 01 Ы 3/32, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 3504050/28, кл. С 01 0 3/32, 1982 (прототип) . (54) (57) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИИ НА

ПРОЧНОСТЬ ПРИ GJIONHOM НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОМ СОСТОЯНИИ, содержащая корпус, две пары взаимно перпендикулярных штоков для приложения нагрузки к боковым граням образца, силовые пружины, соединяющие штоки с захватами образца, устройство для перемеще-. ния штоков, включающее замкнутую направляющую, с внутренней поверхностью которой взаимодействуют концы штоков, и привод вращения, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью проведения испытаний при нарастающей боковой пульсирующей нагрузке и одновременно нарастающем осевом сжатии, она снабжена дополнительной силовой пружиной для приложения осевой нагрузки к образцу, связанной с направляющей, а направляющая имеет форму усеченной правильной пирамиды с четным числом граней, установленной с возможностью вращения относительно продольной оси и осевого перемещения при помощи скрепленного с ней и ввернутого в корпус ходового винта, кинематически связанного с приводом вращения.

1099238

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, а именно к установкам для испытания ка прочность при сложном напряженнодеформированном состоянии, и может найти применение для испытания образцов горных пород, грунтов, строительных материалов.

Известна установка для испытаний на прочность, содержащая гидравличес- 10 кую камеру для размещения испытуемого образца, источник давления, эксцентриковый возбудитель колебаний, связанный с мембраной, установленной ,в камере Р13. 15

Установка позволяет проводить испытания при трехосном циклическом сжатии, однако функциональные возможности установки ограничены, так как по всем осям может быть приложена 2О нагрузка только равной амплитуды.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является установка для испытаний на прочность при сложном напряженно-деформированном 25 состоянии, содержащая корпус, две пары взаимно перпендикулярных штоков для приложения нагрузки к боковым граням образца, силовые пружины, соединяющие штоки с захватами образца, устройство для перемещения штоков, включающее замкнутую направляющую, с внутренней поверхностью которой взаимодействуют концы штоков, и привод вращения, 35

В этой установке штоки расположены в гидравлической: камере, связанной с приводом вращения, а направляющая имеет форму трубы и установлена с возможностью поворота относительно 4> оси, перпендикулярной оси вращения камеры (2 ).

Установка позволяет проводить испытания при циклической нагрузке, прикладываемой к боковым граням образца, и одновременном сжатии по третьей оси с различным соотношением нагрузок по всем осям (2 ).

Однако установка не позволяет исследовать процесс деформации и раэру" щения материалов при нарастающей пульсирующей боковой нагрузке и одновременно нарастающем осевом сжатии, которое может иметь место в массивах горных пород.

Целью изобретения является проведение испытаний при нарастающей боковой пульсирующей нагрузке и одновременно нарастающем осевом сжатии.

Цель достигается тем, что установка для испытаний на прочность при сложном напряженно-деформированном состоянии, содержащая корпус, две пары взаимно перпендикулярных штоков для приложения нагрузки к боковым граням образца, силовые пружины, соединяющие штоки с захватами образца, устройство для перемещения штоков, включающее замкнутую направляющую, с внутренней поверхностью которой взаимодействуют концы штоков, и привод вращения, снабжена дополнительной силовой пружиной для приложения осевой нагрузки к образцу, связанной с направляющей, а направляющая имеет форму усеченной правильной пирамиды с четным числом граней, установленной с воэможностью вращения относи(тельно продольной оси и осевого перемещения при помощи скрепленного с ней и ввернутого в корпус ходового винта, кинематически связанного с приводом вращения °

Такое выполнение направляющей позволяет увеличивать амплитуду пульсирующей боковой нагрузки при одновременном увеличении осевой нагрузки при сжатии дополнительной осевой пружины.

На фиг, 1 схематично изображена установка для испытаний на прочность при сложном напряженно-деформированном состоянии, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Установка содержит корпус 1, две пары взаимно перпендикулярных штоков

2, 3 и 4, 5, силовые пружины 6, соединяющие штоки 2-5 с захватами 7 образца 8. Штоки 2-5 установлены в направляющих 9.

Устройство для перемещения штоков включает замкнутую направляющую 10, с внутренней поверхностью которой взаимодействуют концы штоков 2-5, и привод 11 вращения.

С направляющей 1О связана дополнительная силовая пружина 12 для приложения осевой нагрузки к образцу 8, Одним торцом пружина 12 опирается на подпятник 13, а другим соединена с захватом 14 образца 8.

Направляющая 10 имеет форму усе" ченной правильной пирамиды с четным числом граней, установленной с воэможностью вращения относительно продольной оси и осевого перемещения посредством скрепленного с ней и ввернутого в корпус 1 ходового винта

38 ф обеим боковым осям совпадают. По ме ре роста осевой нагрузки при перемещении винта 15 и сжатии пружины 12 повышаются пределы изменения пульсирующей нагрузки вследствие перемещения штоков 2-5 к вершине пирамиды.

Таким образом, достигается предел прочности образца 8. Измены жесткость пружин 6 и 12, получают различное соотношение осевой и боковой нагрузок, а в зависимости от жесткости пружины 6, амплитуды нагрузки по взаимно перпендикулярным направлениям могут быть одинаковыми или разными.

Использование изобретения дает воэможность более точно по сравнению с известными установками моделировать процессы, протекающие в реальных условиях работы материалов, например, при отработке месторождений полезных ископаемых.

3,10992

15, кинематически связанного зубчатой парой 16 с приводом 11 вращения.

Установка работает следующим образом.

Привод. 11 через зубчатую пару 16 приводит во вращение ходовой винт 15, который перемещается внутрь корпуса I, Перемещение винта 15 приводит к сжатию пружины 12, что создает постепенно увеличивающуюся осевую сжимающую 1О нагрузку на образец 8 ° Одновременно вращение винта 15 сопровождается вращением направляющей 10, вследствие чего штоки 2-5 приходят в возвратнопоступательное движение, периодичес- 15 ки сжимая и разжимая пружины 6. При этом в зависимости от задач исследований, если пирамида шестигранная, то увеличение боковой нагрузки по одной из боковых осей сопровождается 20 падением нагрузки по другой оси, а если пирамида четырехгранная, то моменты роста и падения нагрузок по.1099238 в 7

Составитель А.Зайцев

Техред R.Êàñòåëåâè÷ Корректор В.Синицкая

Редактор P.Öèöèêà

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 4364/36 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113935, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5