Установка для испытания материалов при сложно-напряженном состоянии

 

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов. Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей. Установка содержит полый корпус 4 с перегородкой 5, имеющей центральное отверстие 6. По разные стороны от перегородки установлены поршни 7 и 8, которые с перегородкой образуют каме

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1385017 А1 (51)4 С 01 N 3/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ ПРИ СЛОЖНОНАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ (57) Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей.

Установка содержит полый корпус 4 с перегородкой 5, имеющей центральное отверстие 6. По разные стороны от перегородки установлены поршни 7 и 8, которые с перегородкой образуют камеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4140033/25-28 (22) 29.10.86 (46) 30.03.88.Бюл. В 12 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В.Лодус (53) 620.178.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 815583, кл. С 01 N 3/30, 1979.

Авторское свидетельство СССР ф 1051409, кл. G 01 N 3/30, 1982.

KKg)f/ 2Д

13 цт1 ЛИ ;1 р, 1385017 ру 9 гидростатического давления и компенсационную камеру 11. B камере 9 размещен образец 10. Установка содержит также устройство для ударного осевого нагружения образца, включающее установленный по оси корпуса и проходящий через поршень 8 шток 16 с коническим клапаном 17, перекрывающим в исходном положении отверстие перегородки. Опорный элемент l2 образца установлен на поршне 7, а

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, а именно к установкам для испытания материалов при сложнонапряженном состоянии. 5

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения боковой разгрузки, пропорциональной осевой ударной деформации образца. 10

На чертеже изображена предлагаемая установка, общий вид.

Установка содержит основание 1, расположенную на нем наковальню 2,установленный в вертикальных направляющих 3 полый корпус 4 с перегородкой 5, имеющей центральное отверстие 6, установленные в корпусе 4 по разные стороны от перегородки 5 первый 7 и второй 8 поршни, между которыми и перегородкой 5 в корпусе 4 образованы камера 9 гидростатического давления, предназначенная для установки в ней образца 10, и компенсационная камера 1l, опорные элемен25 ты 12 и 13 для образца 10, устройство для ударного осевого нагружения образца, источник 14 давления, механизм 15 подъема и сброса корпуса 4.

Устрцйство для ударного осевого нагружения образца 10 включает установленньИ по оси корпуса 4 и проходящий через второй поршень 8 шток 16 с коническим клапаном 17, перекрывающим в исходном положении отверстие 6 35 перегородки 5. Опорный элемент 12 установлен на первом поршне. 7, а второй опорный элемент 13 — на торце клапана 17. опорный элемент 13 — на клапане.При воздействии ударом на шток 16 образец деформируется, клапан постепенно открывает отверстие. Происходит боковая разгрузка образца, пропорциональная осевой ударной деформации, за счет перетекания жидкости из камеры 9 в компенсационную камеру.Тем самым расширяются эксплуатационные возможности установки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Перегородка 5 и второй поршень 8 выполнены подвижными, а в корпусе установлены съемные втулки 18 и 19 для их фиксации с помощью фиксатора 20.

Установка снабжена также установленным в корпусе 4 регулируемым ограничителем 21 хода штока 16. Фиксатор 20 и ограничитель 21 выполнены в виде гаек, установленных на резьбе в корпусе 4., Источник 14 давления подключен через вентиль 22 к камере 9 гидростатического давления, а через вентиль 23 — к надпоршневой полости 24, образованной поршнем 7 и заглушкой 25, Механизм 15 подъема и сброса корпуса 4 представляет собой лебедку с приводом и спусковое приспособление.

Установка работает следующим образом.

От источника 14 давления при открытых вентилях 22 и 23 производят предварительное нагружение образца 10 осевой и боковой нагрузками, создавая давления соответственно в камере 9 и источнике 14. При создании давления в камере 9 клапан 17 герметизирует камеру 9. Давление в камере 9 является боковым давлением на образце 10, а разность давлений в камере 9 и источнике 14 формирует осевую нагрузку на.образце 10..

Для выполнения испытания образца 10 с боковой разгрузкой, пропорциональной осевой ударной деформации образца 10, поршень 8 с помощью втулок 18 и 19 и фиксатора 20 устанавливают в заданном положении, огра1385017 ничитель 21 удаляют. При сбросе корпуса 4 шток 16 взаимодействует с наковальней 2 и осуществляет ударное осевое деформирование образца 10. . При этом перемещение штока 16 приво5 дит к отпиранию клапана 17 с постепенным увеличением площади сечения отверстия 6 в соответствии с ростом деформации образца 10. При отпирании клапана 17 давление в камере 9 падает пропорционально росту осевых деформаций образца 10.

Для регулирования запаса энергии, передаваемой образцу 10 при разрушении, вращением фиксатора 20 изменяют начальное положение перегородки 5 и изменяют тем самым начальный объем полости 24..С ростом начального объема полости 24 запасаемая энергия системы увеличивается. !

Для выполнения испытания образца 10 с постоянной скоростью боковой разгрузки устанавливают ограничитель 21 хода штока 16 ° При сбросе корпуса 4

25 шток 16, взаимодействуя с наковальней 2, увеличивает перепускное отверстие 6 только до заданных размеров, определяющих скорость течения жидкости из камеры 9 и скорость боковой разгрузки образца 10. Осевое деформирование образца 10 идет за счет роста разности давлений в камере 9 и полости 24 при падении давле-: ния в камере 9. 35

Для испытаний с частичной боковой разгрузкой устанавливают второй поршень 8 на заданном расстоянии от перегородки 5 и фиксируют его положе- 4р ние втулками 18 и 19 и фиксатором 20.

При сбросе корпуса 4 боковая разгрузка образца 10 с изменяющейся или постоянной скоростью идет до тех пор, пока давление в камере 9 станет равным давлению в полоьти между перегородкой 5 и вторым поршнем 8. С этого момента разгрузка прекращается и дальнейшее деформирование образца 10 идет при постоянной боковой нагрузке.

В этом состоит работа установки в основных режимах испытания образцов 10 с боковой разгрузкой.

Без подачи жидкости под давлени55 ем в камеру 9 установка работает при ударном разрушении предварительно нагруженного образца 10 осевым усилием.

В режиме испытаний с частичной боковой разгрузкой после прекращения разгрузки при перемещении штока 16 наблюдается повышение боковой нагрузки за счет вхождения штока 16 в камеру 9 и соединенную с ней камеру 11 над вторым поршнем 8. Если указанное повышение давления лежит за пределами допустимого по условиям испытаний, то камеру 9 соединяют с клапаном избыточного давления типовой конструкции. При испытании в этом же . режиме с постоянной скоростью разгрузки после выравнивания давлений дефор- мирование образца 10 прекращается, что и используется для испытания образца 10 с деформированием без разру" щения.

Установка обеспечивает ударное разрушение .образцов 10, находящихся под предварительным объемным нагружением, при этом ударное нагружение образца 10 осевой нагрузкой происходит одновременно с боковой разгрузкой образца 10. Разгрузка образца 10 может происходить при взаимосвязи с осевой деформацией образца 10, без связи с деформацией образца 10, до заданного уровня нагрузки. Установка допускает регулирование величины запасаемой энергии, передаваемой затем образцу 10 при разрушении.

Формула изобретения

1. Установка для испытания материалов при сложнонапряженном состоянии, содержащая полый корпус с перегородкой, имеющей центральное отверстие, установленные в корпусе по разные стороны от перегородки первый и второй поршни, между которыми и перегородкой в корпусе образованы камера гидростатического давления, предназначенная для установки в ней образца, и компенсационная камера, опорные элементы для образца, один из которых установлен на первом поршне, устройство для ударного осевого нагружения образца, отличающая с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем обеспечения .боковой разгрузки, пропорциональной осевой ударной деформации образца, устройство для ударного нагружения образца включает установленный по оси корпуса и проходящий через второй поршень шток с коническим клапаном, перекрывающим в исход1385017

Составитель В.Мешковский

Техред М.Ходанич Корректор M.Ìàêñèìèøèíåö

Редактор Н.Слободяник

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1406/40

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ном положении отверстие перегородки, а второй опорный элемент установлен на торце клапана.

2. Установка по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что перегородка и

5 второй поршень выполнены подвижными, а в корпусе установлены съемные втулки для их фиксации.

3. Установка по пп.1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что она снабжена установленным в корпусе регулируемым ограничителем хода штока.