Способ определения предела длительной прочности

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛА ДЛИТЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ, заключающийся в том, что одинаковые образцы нагружают различными по величине усилиями , определяют трещиноватость образцов и по ней судят о пределе длительной прочности материала, о т л и чающийся тем, что, с целью повыпения точности определения предела длительной прочности горных пород при сжатии, после нагружения образцы разгружают, взвешивают, насыщают под вакуумом инертной по отношению к породе жидкостью, вновь взвешивают, трещиноватость породы определяют по массе жидкости, заполнившей трещины, а пределы длительной прочности определяют по наименьшей величине усилия нагружения образца , вес которого после насьш1ения превышает вес образцов, которые СП были нагружены меньшими усилиями.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

WQWN058

РЕСПУБЛИК

„Я0„„111 704

3Ш Ф 01 8 3/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 " ц

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

">,,Н . 1 (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛА

ДЛИТЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ, заключающийся в том, что одинаковые образцы нагружают различными по величине усилия(21) 3515917/25-28 (22) .30.11.82 (46) 15.09.84. Бюл. У 34 (72) Ю.М.Карташов, М.П.Нестеров и Б.В.Титов (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (53) 620. 172.24 (088.8) (56) 1. Работков Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций. М., ".Наука", 1966, с. 347 (прототип). ми, определяют трещиноватость образцов и по ней судят о пределе длительной прочности материала, о т л и— чающийс ятем, что, с целью повьыения точности определения предела длительной прочности горных пород при сжатии, после нагружения образцы разгружают, взвешивают, насыщают под вакуумом инертной по отношению к породе жидкостью, вновь взвешивают, трещнноватость породы определяют по массе жидкости, заполнившей трещины, а пределы длительной прочности определяют по наименьшей величине усилия нагружения образца, вес которого после насыщения Е превышает вес образцов, которые были нагружены меньшими усилиями.1113704

1О

50

Это позволяет в процессе деформирования образцов точно установить, при каких усилиях образуются трещины, и определить предел длительной проч- Б ности.

Способ осуществляют следующим образом.

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материа-. лов, а именно к способам определения предела длительной прочности.

Известен способ определения предела длительной прочности, заключающийся в том, что одинаковые образцы нагружают различными по величине усилиями, определяют трещиноватость образцов и по ней судят о пределе длительной прочности материала. В известном способе образцы выдерживают под постоянной нагрузкой до разрушения, регистрируют образование трещин под нагрузкой, а .предел дли- 15 тельной прочности определяют как величину наибольшего напряжения, при действии которого образец не разрушается в течение заданного отрезка времени Е11.

Недостатком известного способа является невысокая точность определения предела длительной прочности горных пород при сжатии, обусловленная сильным влиянием трещинообразо- 25 вания на длительную прочность.

Цель изобретения — повышение точности определения предела длительной прочности горных пород при сжатии. 30

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения предела длительной прочности, заключающемуся в том, что одинаковые образцы нагружают различными по величине усилиями, -определяют трещиноватость образцов и по ней судят о пределе длительной прочности материала, после нагружения образцы разгружают, взвешивают, насьпцают под вакуумом 40 инертной по отношению к породе жидкостью, вновь взвешивают, трещиноватость породы определяют по массе жидкости, заполнившей трещины, а пределы длительной прочности опреде- 4> ляют по наименьшей величине усилия нагружения образца, вес которого после насыщения превышает вес образцов, которые были нагружены меньшими усилиями .

Группу образцов испытуемой породы нагружают в кратковременном режиме до различных значений усилий, составляющих например, 10,20,...,90K от значения кратковременной прочности.

Напряжения, не превьппающие предела длительной прочности, практически не вызывают образование микротрещин.

При напряжениях, больших предела длительной прочности, происходит процесс микротрещинообразования. Степень микротрещинообразования обусловлена величиной действующего напряжения.

После нагружения образцы полностью разгружают, каждый образец взвешивают и насьпцают под вакуумом легкотекучей жидкостью, инертной по отношению к испытуемому материалу (например, керосином). Для уменьшения трудоемкости испытаний все образцы насыщают жидкостью одновременно в одном вакуумном эксикаторе. Затеи каждый образец вновь взвешивают и определяют массу жидкости, заполнившую трещины при насыщении образца. Взвешивание осуществляют на аналитических весах с точностью до 0,2 10 г. По результатам испытания устанавливают зависимость массы жидкости, заполнившей трещины, от величины усилия нагружения образца и считают эту зависимость зависимостью трепр новатости от величины усилия нагружения образца.

Вес образцов после нагружения усилиями, напряжения от которых не превышают предела длительной прочности одинаков. При больших значениях усилий вес образцов после насьпцения принимает большие начения. Предел длительной прочности определяют по наименьшей величине усилия нагружения того из образцов, вес которого после насьпцения превьппает вес образ— цов, которые нагружены меньшими усилиями

Пример. Обоснование и конкретная реализация способа.

Проводят испытания образцов сильвинита. Размеры образцов: диаметр

36 мм, высота 72 мм. Образцы нагружают при двух скоростях деформирования: 1 и 0,01 мм/мин на испытательной машине УМЭ-10. Прочность породы на одноосное сжатие Scan = 294 кг/см

Образцы нагружают до значений 20707 6 п. Насьпцение под Вакуумом осуществляют обезвоженным керосином.

Составитель М. Кузьмин

Техред М.Кузьма Корректор E.Ñèðîõìàí

Редактор А.Гулько

Заказ 6609/35 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Нагруженные до различных усилий образцы после насыщения и взвешива-. ния раскалывают по диаметральной плоскости и на поверхность раскола напыпяют белую нитроэмаль, на фоне которой хорошо видны следы микротрещин.

По результатам взвешивания построена зависимость веса образцов после, насыщения от усилия нагружения т.е. от напряжения. При напряжениях, больших ЗОХ бац, масса жидкости в микротрещинах резко увеличивается, 113704 4 поэтому за предел длительной прочности принята величина 0,3 8сщ . Исследование показывает, что при нагрузках, больших предела длительной прочности, микротрещины образуются и заполняются жидкостью не только в поверхностном слое, но и по всему объему образца.

Изобретение позволяет повысить ,1р точность определения предела длительной прочности горных пород при сжатии путем выявления начала интенсивного трещинообраэования в породе. с