Установка для испытания образцов на трехосное сжатие

 

Изобретение относится к технике испытаний образцов грунта в приборах трехосного сжатия по заданной траектории нагружения. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет увеличения числа траекторий нагружений и снижения трудоемкое CfffoStt/nae S § ГО ю О) со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

И

РЕСПУБЛИН

А.ЯО„, 1226131 (д)4 С 01 N 3/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ьь ь

° Ф

ЪФ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3808249/22-03 (22) 31.10.84 (46) 23.04.86. Бюл. У 15 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) В.Н. Широков и В.П. Проценко (53) 620.173.214(088.8). (56) Авторское свидетельство СССР

В 1033912, кл. С 01 N 3/10, 1982. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗ-

ЦОВ НА ТРЕХОСНОЕ СЖАТИЕ (57) Изобретение относится к технике испытаний образцов грунта в приборах трехосного сжатия по заданной траектории нагружения. Цель изобретения расширение функциональных возможностей за счет увеличения числа траекторий нагружений и снижения трудоемкос"

12261 ти испытаний. Установка содержит силовую раму 2 и установленную на ней камеру (К) 4 со штоком для размещения образца 3. Продольное усилие штока 5 преобразуется в давление в

К 4 устройством обеспечения постоянного отношения боковой и осевой нагрузки в виде распределительной планки

17 с ползунком (П) 18 и установленного на раме 2 мембранного редуктора (Р) 9 давления. Р 9 сообщает К 4 с узлом гидравлического бокового нагружения. Мембрана P 9 имеет жесткий центр со стержнем 14 и регулировочную пружину. Шток 5 через П 18 взаи31 модействует с узлом механического осевого нагружения в виде стола 6 пресса 1 и упора 7 динамометра 8 на раме 2. Планка 17 работает как рычаг

Нагрузка от штока 5 уравновешивается усилиями в упоре 7 и в стержне

14, который передает усилие на жесткий центр. На мембране и соответственно на выходе P 9 изменяется давление. Соотношение изменений давления определяет траекторию нагружений, которая зависит от положения П 18 на планке 17. При положении П 18 справа или слева от упора увеличивается или уменьшается давление в К 4. Зил.

Изобретение относится к технике испытаний образцов, преимущественно грунта, в частности к установкам для получения деформационных характеристик образцов в условиях трехосного сжатия по заданной траектории нагружения.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей за счет увеличения числа траекторий нагружений и снижения трудоемкости испытаний.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — узел крепления распределительной планки к стержню мембраны редуктора давления; на фиг. 3 — возможные траектории нагружения.

Ус>гановка для испытания образцов на трехосное сжатие содержит пресс 1 с силовой рамой 2, установленную в последней для размещения образца 3 рабочую камеру 4 со штоком 5, связанную с узлом гидравлического бокового нагружения в виде источника постоянного давления (стабилизатора);

Установка также содержит узел механического осевого нагружения в виде стола 6 пресса 1 и упора 7 динамометра 8, закрепленного на раме 2, устройство обеспечения постоянного отношео ния боковой и осевой нагрузки, выполненное в виде мембранного редуктора

9, жестко закрепленного на раме 2 посредством кронштейна 10 и сообщающего рабочую камеру 4 со стабилиэатором (не показан)) посредством гибкого шланга 11.

Мембрана 12 редуктора 9 имеет жесткий центр 13 со стержнем 14 и

5 пружиной 15, поджимаемой регулировочной гайкой 16, установленной в корпусе редуктора 9.

Устройство обеспечения постоянного отношения боковой и осевой нагрузки также включает распределительную планку 17 с ползунком 18. Планка 17 шарнирно закреплена на стержне 14 посредством двух трехгранных призм 19 и гаек 20 с одной стороны и на упоре

15 ? — с другой.

Камера 4 установлена на столе 6 пресса 1, при этом шток 5 камеры 4 взаимодействует с ползунком 18 распределительной планки 17.

20 Установка работает следующим образом.

С помощью гайки 16 создается требуемое начальное давление на образец

3. В соответствии с.выбранной траек25 торией нагружения фиксируется положение ползунка 18 на распределительной планке 17. Камера 4 устанавливается, так, чтобы шток 5 располагался под ползунком 18. При подъеме стола 6

Зп пресса 1 шток 5 упирается в ползунок

18. Распределительная планка 17 работает как рычаг: нагрузка от штока

5 уравновешивается усилиями, возникающими в упоре 7 и в стержне 14.

Стержень 14 передает усилие на жесткий центр 13, изменяя давление на

1226131 мембрану 12, что приводит к изменению давления на выходе редуктора 9. Благодаря этому изменение давления на выходе редуктора 9 оказывается зависящим от изменения усилия в штоке 5.

Соотношение между этими изменениями, т.е. направление траектории нагружения, зависит от положения ползунка

18.

Если ползунок 18 расположен справа от упора 7, то увеличение усилия в штоке 5 сопровождается увеличением давления в камере 4, так как усилие в штоке 5 вызывает дополнительное давление на мембрану 12 редуктора 9. Если ползунок 18 расположен слева от упора 7, увеличение усилия в штоке 5 сопровождается уменьшением давления в камере 4. В этом случае между выходом редуктора 9 и камерой 4 может устанавливаться дренажный переменный дроссель (не показан), который настраивается на постоянный расход воздуха, соответствующий требуемой скорости изменения давления. Если давление в камере 4 создается воздухом, то практически оказывается достаточно утечек через неплотности соединений.

Связь между положением ползуна

18 и траекторией нагружения устанавливается опытным путем. Усилие B штоке 5 вычисляется через показания динамометра 8 и соотношение расстояний между штоком 5, упором 7 и стержнем 14 или с помощью тензодатчиков (не показаны) на штоке 5.

Таким образом, установка позволяет выдерживать условия кинематического нагружения, т.е. нагружения с заданной скоростью вертикальной деформации, обеспечивая при этом заданное соотношение между напряжениями как на участке упрочнения, так иразупрочнения.

Траектория типа I соответствует приращению при отсутствии начального гидростатического давления.

Гораздо более важными в практическом соотношении являются траектории, проходящие через точку А. Напри. мед, траектория ОАВ С соответствует чисто девиаторному нагружению.Участок АВ< — упрочнение, участок ВС разупрочнение. Имеется также воэможность воссоздавать траектории типа

OADF или OADE. Для этого в точке

D прекращается осевое нагружение (выключается привод пресса) и поворотом регулировочной гайки 16 увеличивается или уменьшается давление в камере. формула изобретения

Установка для испытания образцов на трехосное сжатие, содержащая силовую раму, установленную в ней для размещения образца рабочую камеру со штоком, узлы механического осевого и гидравлического бокового нагружений, и устройство обеспечения постоянного отношения боковой и осевой нагрузок, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет увеличения числа траекторий нагружений и снижения трудоемкости испытаний, устройство обеспечения постоянного отношения боковой и осевой нагрузок выполЗ5 нено в виде распределительной планки с ползунком и мембранного редуктора давления, мембрана которого имеет жесткий центр со стержнем и регулировочную пружину, при этом редуктор

40 установлен на раме и.сообщает рабочую камеру с узлом бокового нагружения, а шток камеры через ползунок распределительной планки взаимодействует с узлом осевого нагружения, а другой

45; конец распределительной планки шарнирно соединен со стержнеь, мембраны редуктора давления.

122613 1.

Составитель Л. Климов

Техред Н.Бонкало КорректорВ. Синицкая

Редактор Н. Данкулич

Заказ 2114/32

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4