Установка для механических испытаний материалов

 

Изобретение относится к технике испытания материалов. Цель изобретения - расширение технологических возможностей установки путем обеспечения регулирования характеристики жесткости нагружающей системы в ходе испытаний. Установка содержит основа

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„14О 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4140144/22-03 (22) 29.10.86 (46) 07.07.88. Бюл. М- 25 (7 1) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В.Лодус (53) 620.172(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1317312, кл. С 01 N 3/08, 1985. (51) 4 С 01 М 3/08 // Е 21 С 39/00 (54) УСТАНОВКА ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ИС-

ПЫТАНИИ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к технике испытания материалов. Цель изобретения — расширение технологических возможностей установки путем обеспечения регулирования характеристики жесткости нагружающей системы в ходе испытаний. Установка содержит основа1408287

5i ние 1 с установленными на нем колоннами 2, подвижную 3 и неподвижную 4 ( траверсы (Т) установленные на коУ ,лоннах 2, привод перемещения Т 3, формирователь нагрузки, включающий

1 последовательно установленные упругие элементы с различными характеристиками жесткости, выполненные в виде балок 7-9, ограничители деформации упругих элементов, захваты

,13, 14 для образца 15. Захват 13 соединен с Т 3, а захват 14 — с Т 4.

Установка имеет кулачковый механизм

5 с толкателями 6, закрепленными на колоннах 2, Концы балок 7-9 оперты на толкатели 6. Ограничители выполнены в виде дополнительных кулачко( (1

Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к ст а нов к ам для испытаний на прочность образцов материалов, преимущественно орных пород, и предназначено для сследования энергообмена между обазцом испытуемого материала и нагужающей системой.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей уста овки путем обеспечения регулировайия характеристики жесткости нагру. ающей системы в ходе испытаний.

На чертеже показана схема установf5 и для механических испытаний материалов.

Установка содержит основание 1 с размещенными на нем колоннами 2, подвижную 3 и неподвижную 4 траверсы установленные на колоннах 2, кулач20 новые механизмы 5 с толкателями 6, Эакрепленные на колоннах 2, формиро ватель нагрузки, включающий упругие

Элементы с различными характеристиками жесткости, выполненные в виде балок 7-9, концы которых опираются а толкатели 6 кулачковых механизмов 5, и ограничители деформации упругих элементов, выполненные в ви, е дополнительных кулачковых мехайизмов 1О и 11 с толкателями 12, . вых механизмов 10, 11 с толкателями

12 и установлены между балками 7-9.

Все кулачковые механизмы выполнены с фиксаторами 22 положения кулачка.

Для изменения жесткости нагружаемой системы производят досрочное подключение балки 9. Дпя большего повышения жесткости используют толкатели 6, которые подводят к балке 8 и тем самым включают ее досрочно в совместное деформирование системы балок.

Для уменьшения жесткости балки 7-9 обратным поворотом кулачков выводят из деформации. При изменениях жесткости системы изменяется скорость нагружения образца. 1 ил.

2 установленных между балками 7-9, захваты 13 и 14 для испытуемого образца 15, причем захват 13 соединен с подвижной траверсой 3, а захват

14 — через толкатель 16 с балкой 7 формирователя нагрузки, и привод перемещения траверсы 3, включающий привод 17 вращения, неподвижную в осевом направлении гайку 18, связанную с приводом 17 цепной передачей

i9, и ходовой винт 20, взаимодействующий с гайкой 18 и соединенный с траверсой 3.

Каждый из кулачковых механизмов

5, 10 и 1f имеет приспособление 2 1 для поворота кулачка вокруг оси и фиксатор 22 положения кулачка, выполненный в виде гайки с рукояткой, установленной на резьбовом конце неподвижной оси кулачка.

Установка работает следующим образом.

При изображенном на схеме расположении толкателей кулачковых механизмов 5, 10 и 11 на начальном этапе деформирование образца 15 определяется характеристикой жесткости балки 7, затем, после выборки зазора между толкателем 12 механизма

10 и поверхностью балки 7, нагружающая система определяется совместной

1408287 деформацией балок 7 и 9. Балка 8 при этом в деформировании не участвует до тех пор, пока ее концы не лягут на толкатели 6 механизмов 5, размещенных между балками 8 и 9. Момент подключения каждой балки 7-9 к деформированию определяется зазорами соответствующих толкателей 6 относительно балок, и при подключе- 10 нии каждой балки происходит измене ние характеристики жесткости нагружающей системы. Это расчетная программа нагружения образца 15. Для ее выполнения включают привод 17 и 15 вращением гайки 18 с помощью цепной передачи 19 перемещают винт 20 в осевом направлении, а вместе с ним и подвижную траверсу 3 с захватами

13, 14 и образцом 15 в направлении 2р

;формирователя нагрузки. Толкатель

16 встречает сопротивление со стороны балки 7, затем совместно балок 7 и 9, затем совместно балок 7, 8 и 9, что создает нагрузку на образце 15. 25

Для и зме не ни я характеристики жесткости нагружающей системы в ходе ог1ьгга, например, для повышения жесткости системы на этапе деформи- 30 рования балки 7 производят досрочное подключение к деформированию балки 9. Для этого на кулачковом механизме 10 ослабляют фиксатор 22 положения кулачка и поворотом кулачка против часовой стрелки перемещают толкатель 12 и уменьшают зазор между толкателем 12 и балкой 7, а фиксатор 22 ставят в прежнее поло жение. Для большего повышения жест- 40 кости системы используют толкатели

6 кулачковых механизмов 5, размещенных между балками 8 и 9 и являющихся опорами для балки 8. Толкатели

6 этих механизмов 5 подводят к по- 45 верхности концов балки 8 и включают тем самым балку 8 досрочно в совместное деформирование системы балок.

Для уменьшения жесткости системы, когда, например, все три балки 7 - 9 участвуют в совместной деформации, обратным поворотом кулачков выводят балки из деформации. Так, для вывода из деформации балки 7 поворачивают кулачки механизмов 5, являющиеся опорами для этой балки, до

I тех пор, пока между концами балки 7и толкателями 6 не образуются зазоры. При такой же манипуляции с механизмом 10 из деформации выводятся одновременно две балки 8 и 9, вся нагрузка воспринимается балкой 7.

Аналогичной работой с другими механизмами выводят из процесса деформации отдельные балки или группы балок и уменьшают тем самым жесткость системы, При изменениях жесткости системы происходит изменение скорости нагружения образца 15 Если изменение скорости нагружения не входит в задачу испытания, то корректировка. скорости нагружения проводится изменением скорости перемещения ходового винта 20.

Необходимость изменения жесткости системы возникает при испытании образцов горных пород при незапланированном поведении образца под нагрузкой. Например, при подходе к пределу прочности прослушивается сильный акустический эффект, предшествующий бурному разрушению, а по задаче испытаний необходимо вязкое запредельное деформирование образца.

В этом случае жесткость нагружаю-. щей системы повышают и получают вяз—

° кое запланированное разрушение образца. Жесткость системы снижают в тех случаях, когда хотят получить бурное хрупкое разрушение по типу горного удара на материале, выявившем большую пластичность на пределе прочности. Действуя таким образом, исследуют процесс взаимодействия между нагружающей системой и разрушаемым объектом с корректировкой условий испытаний в зависимости от поведения материала образца в ходе нагружения °

Формула изобретения

Установка для механических испьгганий материалов, содержащая основание с установленными на нем колоннами, подвижную и неподвижную траверсы, установленные на колоннах, привод перемещения подвижной траверсы, формирователь нагрузки, включающий набор последовательно установленных упругих элементов с различной характеристикой жесткости и ограничители деформации упругих элементов, и захваты для образца, один из которых соединен с подвидной траверсой, а другой — с формирователем

1408287 н

Составитель В.Тальвойш

Техред Л.Сердюкова Корректор С, Черни

Редактор И. Николайчук

« е

;".1аказ 3302/44

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственйого комитета .СССР по делам изобретений и. открытий .

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 л н р с ж к

У грузки, о т -л и ч а ю щ а я с я м, что, с целью расширения техногических возможностей установки ем обеспечения регулирования хактеристики жесткости нагружакицей стема в ходе испытаний, она снабна кулачковыми механизмами с толтелями, закрепленными на колоннах, угие элементы формирователя нагрузки выполнены в виде балок, концы которых оперты на толкатели кулачковых механизмов, а ограничители деформации упругих элементов выполнены в виде дополнительных кулачковых механизмов с толкателями и установлены между балками, при этом все кулачковые механизмы выполнены с фиксатора10 ми положения кулачка.