Способ определения свойств материалов

 

Изобретение относится к технике испытаний материалов, например, горных . под действием трехосного неравнокомпонеитного сжатия и пульсирующей нагрузки (ПН). Способ основан на нагружении образца и измерении усилия иапряжения и деформации об разца. Нагружение последнего осуществляют приложением к нему трехосного неравжжомпонентного сжатия до потери им его несущей способности. Затем, не уменьшая сжимающей нагрузки на боковую поверхность образца, дополнительно воздействуют ПН. Под действием ПН происходит снижение прочности образца , которая восстаиавливается после прекращения воздействия ПН. Повторные воздействия ПН проводят при изменении частот м амплитуды пульсации, что позволяет определять свойства материалов после достижетя предела прочности. 2 ил. г

СО1ОЭ СОВЕТСНИХ

СОЦ14АЛИСТКЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) 01) (51)4 G 01 и 3/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3736643/22-03 (22) 03.05.84 (46) 07.04.86. Бюл. И 13 (71) Институт геотехнической механики . . АН УССР (72) А. Ф. Булат, В. В..Виноградов и В. С. Возиянов (53) 620.178.7 (0888) (56) Авторское свидетельство СССР

No 1137651, кл. G 01 N 3/08, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 384050, xa G 01 N 3/32, 1971. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ

МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к технике испытаний материалов, например, горных пород, под действием трехосного неравнокомпонентного сжатия и пульсирующей нагрузки (HH).

Способ основан на нагружении образца и измерении усилия напряжения н деформации образца. Нагружение последнего осуществляют приложением к нему трехосного неравнокомпонентного сжатия до потери им его несущей способности. Затем, не уменьшая сжимающей нагрузки на боковую поверхность образца, дополнительно воздействуют ПН. Под действием ПН происходит снижение прочности образца, которая восстанавливается после прекращения воздействия ПН. Повторные воздействия ПН проводят при изменении частопа и амплитуды пульсации, что позволяет опреде-. лять свойства материалов после достижения Я предела прочности. 2 ил.

10!

Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к способам определения свойств материалов под действием трехосного неравнокомпонентного сжатия и пульси рующей нагрузки.

Цель изобретения — расширение диапазона исследований свойств материала.

На фиг. 1 показано устройство для реализации способа определения свойств материалов; на фиг. 2 — график, характеризующий состояние образца под действием статической и нульсирующей нагрузок.

Устройство содержит основание 1, размещенные на нем нагруэочные приспособления 2, каждое иэ которых выполнено в виде корпуса 3 с размещенным в нем штоком 4, один конец которого упирается в опорную. плиту 5 для испытуемого образца 6, и механизм пульсирующего нагружения, выполненный в виде

23081 2 дя удар по концу штока 4. При этом ударное воздействие на шток 4 передается через опорную плиту 5 на боковую поверхность образца 6. Возникающие при этом дополнительные напряжения значительно меньше основных (бокового и осевого), т.е. (8ypp С Оак. ((Яос)

Контакт 13, установленный на штоке гидроцилиндра 11, замыкает конечный выключатель

14, и подключенный к нему электромагнитный гидрораспределитель 16 реверсирует гидроцилиндр 11. Шток гидрощ линдра 11 движется в другую сторону до положения, определяемого конечным выключателем 15, поворачивая храповое колесо 10 в исходное ноложение. Затем цикл повторяется. При этом амплитуда дополнительных воздействий определяется жесткостью пружины 9.,Частота воздействий зависит от количества зубьев храпового колеса 10, взаимодействующих с .ударником закрепленногб на оси 7 ударника 8, взаимодействующего с вторым концом одного из штоков 4, пружиной 9 и храповым колесом 10, и пщроцилиндра 11, шток которого связан с колесом 10 через качающийся рычаг 12. На штоке гидроцилиндра 11 установлен контакт

13, взаимодействующий с конечными выключателями 14 и 15 гидрораспределителя 16.

Способ осуществляется следующим образом.

Перед началом испытаний устройство с образцом 6 устанавливают на нижнюю опорную плиту испытательной машины (не показан).

Образец 6, зажатыи между опорными плитами 5 нагрузочных приспособлений 2, предвари. тельно настроенных на заданное усилие сопротивления, нагружают верхней плитой испытательной машины.

Нагружение образца б трехосным неравнокомпонентным сжатием доводят до потери образцом 6 его несущей способности (участок

А фиг. 2). Затем, не снижая сжимающей нагрузки, начинают дополнительно воздействовать на боковую поверхность образца 6 пуль. сирующей нагрузкой, для чего включают гидрораспределитель 16, который управляет гид11оцилиндром 11, шток которого связан через качающийся рычаг 12 c храповым колесом 10. При этом храповое колесо 10 провораявается и отводит ударник 8 от конца штока 4, растягивая пружину 9. При достижении штока гидроцилиндра 11 крайнего положения, определяемого конечным выключателем 14, ударник 8 выходит из зацепления с храповым колесом 10, а пружина 9 возвращает ударник в исходное положение; проиэво-

40

50 ности, а затем пульсирующую нагрузку прикла.дывают к боковой поверхности образца циклически, изменяя от цикла к циклу амплитуду и частоту пульсаций, 25

8 за период перемещения штока гидроцилиидра 11.

Под действием пульсирующей нагрузки происходит снижение предельной прочности образца 6 (участок Б на фиг. 2). Угол наклона участка Б опрецеляет,модуль спада остаточной прочности при динамическом воздействии, а участок 5< — остаточную динамическую прочность нарушенных пород. При прекраще. нии воздействия пульсирующей нагрузкой происходит (участок С) восстановление предельной прочности, Повторные воздействия пульсирующей нагрузкой (участок Д и Д ) проводят при изменении частоты и амплитуды воздействий.

Способ позволяет исследовать изменение механических свойств нарушенных пород в условиях, близких к состоянию массива вблизи выработки глубоких шахт.

Формула изобретения

Способ определения свойств материалов, включающий трехосное неравнокомпонентное сжатие образца, приложение к нему дополнительной пульсирующей нагрузки и измерение усилия и деформации образца, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения диапазона исследований свойств материала, сжатие прово дят до потери образцом его несущей способ1223081

Дедюрча ю 6лр-ч

4Ьг. 2

Составитель В. Тальвойш

Техред Г. Гербер Корректор. М. Самборскаи

Редактор С, Патрушева

Ищщисное

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, уя. Проектнаи, 4

Заказ 1703/44 Тираж 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5