Устройство для измерения объемных деформаций образцов при прочностных испытаниях
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ ОБРАЗЦОВ ПРИ ПРОЧНОСТНЫХ ИСПЫТАНИЯХ, содержащее корпус для размещения образца, трубку , установленную с корпусом соосно, поршень, размещенный в трубке с механизмом его перемещения, жидкость, заполняющую корпус.и трубку, и измеритель уровня жидкости, о т л И-. чающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей при испытании образцов не .правильной , оно снабжено пере- , городкой с отверстиями, расположенной между корпусом и трубкой, дополнительным слоем жидкости, расположенным над слоем жидкости, заполняющей корпус, и измерителем уровня дополнительного слоя жидкости, в качестве рабочих жидкостей использованы несмешивающиеся жидкости, а корпус и трубка имеют одинаковую площадь поперечного сечения.
СОЮЗ COBETCHHX
О
РЕСПУБЛИК (l 9) (l l) (51)4 G Ol В 7/16
/
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ
Н АВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТБУ
ГОСУДАРСТОЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 366042!/25-28 (22) 05.11.83 (46) 23.08.85. Бюл. У 3l (72)Е. В.Лодус (7l) Всесоюзный ордена Трудового
Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела
- (53) 531. 781.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 351072, кл. G 01 В 13/02,. l972.
Авторское свидетельство СССР
У 974207, кл. 6 Оl В 3/10, 1982
{прототип).. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ
ОБЬЕИНЫХ ДЕФОРИАЦИЙ ОБРАЗЦОВ ПРИ
ПРОЧНОСТНЫХ ИСПЫТАНИЯХ, содержащее корпус для размещения образца, трубку, установленную с корпусом соосно, поршень, размещенный в трубке с механизмом его перемещения, жидкость, заполняющую корпус и трубку, и измеритель уровня жидкости, о т л и-, ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей при испытании образцов не.правильной формя, оно снабжено пере- . городкой с отверстиями, расположенной между корпусом и трубкой, дополнительньм слоем жидкости, расположенным над слоем жидкости, заполняющей корпус, и измерителем уровня дополнительного слоя жидкости, в качестве рабочих жидкостей использованы несмешивающиеся жидкос и, а корпус и трубка имеют одинаковую площадь поперечного сечения.
Изобретение относится к измерительной технике, к средствам измерения объемных деформаций при испы= таниях на прочность, Целью изобретения является расширение технологических возможностей устройства для измерения объемных деформаций, особенно при испытаниях на прочность образцов неправильной формы.
На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.
Устройство содержит корпус 1 для размещения образца, трубку 2, установленную с корпусом ) соосно, поршень 3, размещенный в трубке 2 и механизм 4 перемещения поршня, жидкость 5, заполняющую корпус 1 и трубку 2, измеритель 6 уровня жидкости, перегородку 7 с отверстиями 8, установленную между корпусом 1 и трубкой 2, жидкость 9, расположенную над слоем жидкости 5, заполняющий корпус 1, и измеритель 10 уровня жидкости 9. Жидкость 5, заполняющая корпус 1 и трубку 2, должна иметь удельный вес больший, чем жидкость
9, которая расположена поверх нее, например в качестве жидкости 5 может быть использована ртуть, а в качестве жидкости 9 — вода. Жидкости .5 и 9 не должны смешиваться и растворяться друг в друге.
Образец 11, который подлежит испытанию, устанавливают на перегородку 7. Усилие от испытательной машины передается на образец штоком
12, Для наблюдения за уровнем жидкости 5 и 9 в боковой стенке корпуса 1 выполнено смотровое окно
13. Однако в устройстве могут быть использованы и другие типы измерителей уровня, например электроннооптические, ультразвуковые и т.д.
Устройство работает следующим: образом.
Образец 11 устанавливают на перегородку 7. Вращением механизма 4 устанавливают поршень 3 в положение, когда уровень жидкости 5 совпадает с верхней поверхностью,перегородки 7. Фиксируют положение поршня 3, Нагружают образец 11 до заданного усилия или заданной деформации. Вращением механизма 4 (привода) перемещают слой жидкости
9 в то сечение образца, в котором необходимо измерить площадь попе174737 2 речного сечения. Производят изме рение толщины слоя жидкости 9 с помощью, измерителя 10 уровня.
Площадь поперечного сечения S данного сечения образца 11 определяют по уравнению в„)л -л „)
S
10 где S) — площадь поперечного сечения на заданной высоте образца 11;
S — площадь поперечного сечеК ния полости корпуса 1;
15 h — толщина слоя жидкости 9
1 во время измерения;
h — толщина слоя жидкости 9 при отсутствии образца 1).
Устройство позволяет измерять
2 объемы отдельных частей и всего образца в целом. Для этого измеряют начальное положение поршня 3 при совпадении уровня жидкости 5 с верхней поверхностью перегородки 7. Для определения объема части образца 1! от поверхности перегородки 7 до заданной высоты перемещают границу раздела жидкостей 5 и 9 до заданной высоты образца. Измеряют высоту Нп перемещения поршня 3 от исходного положения и высоту Н .подъема жидкости над верхней поверхностью перегородки 7. Объем измеренной части образца определяют по формуле
35 V) =Sк(Н, -Н„). (2)
Объем слоя образца 1) лежащего между заданными сечениями образца )1, определяют как разность объемов на заданных уровнях
p V=.V -V„
2 где Ч вЂ” объем образца 11 от ниж-! него торца до нижнего сечения;
45 V — объем образца 11 от нижне— го торца до верхнего сечения;
V — объем искомого слоя образца 11, 50 Дпя определения изменения объема и площадей поперечных сеч ний образца в процессе испытаний, описан.ное вьппе измерение осуществляют по мере нагружения образца по задан55 ной программе испытаний.
Однако при исследовании свойств образцов из различных материалов необходимо подбирать пару жидкостей, Ю и
Составитель В.Заикин
Техред Л.Микеш Корректор М.Максимишинец
Редактор Г.Волкова
Заказ 5169/40 Тираж 651 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 которые не смачивают и не растворяют исследуемые образцы, а также не использовать покрытия образцов защитными веществами.
Такое конструктивное выполнение расширяет технологические возможности предлагаемого устройства, так
1174737 Ф как позволяет осуществлять измерение изменения площадей и объемов о6 разцов любой формы при их испытаниях. Особенно при испытании образцов горных пород, имеющих слоистую структуру, с различными механическими ха, рактеристиками.
