Устройство для испытания на прочность образца при трехосном неравнокомпонентном сжатии

 

Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к устройствам для испытания на прочность образцов горных пород при трехосном неравнокомпонентном сжатии. Цель изобретения - приближение условий испытания к реальным за счет обеспечения изменений боковой нагрузки относительно заданной постоянной величины. На основании 1 размещены наК гидрораслредемтелм грузочные приспособления 2, каждое из которых выполнено в виде корпуса с цилиндрическими расточками 4, 5 и отверстием 6 для штока 11, связанного с опорной плитой 13 для образца 14. В расточке 4 установлены обойма 9 с продольным разрезом, опорная и нажимная втулки 7, 8 и эластичная втулка 10. В расточке 5 на штоке 11 закреплен поршень 12, разделяющий полость расточки 5 на две камеры 20 и 21, сообщенные через гидрораспределитель с дросселем. Камера 21 сообщена также с предохранительным клапаном. Для понижения боковой нагрузки относительно постоянной величины , определяемой степенью сжатия втулки 10, подают давление в камеру 20 и затем сообщают ее со сливом через дроссель. При этом вначале боковая нагрузка снижается, а затем возрастает до заданного уровня. Для повышения боковой нагрузки перекрывают слив из камеры 21. Давление в ней повышается до срабатывания предохранительного клапана и далее регулируется открытием дросселя. 6 ил. А-А со с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 N 3/10, Е 21 С 39/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

/г тдрораепределителю

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (21) 4745119/28 (22) 03.10.89 (46) 23,09.91, Бюл. ¹ 35 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Института геотехнической механики АН УССР (72) А.Ф. Булат, В.С. Возиянов, В.В. Виноградов, Ю.Ю. Булич и С.А, Габриелян (53) 620.178(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1298588, кл. G 01 N 3/08, 1985. (54) "УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА

ПРОЧНОСТЬ ОБРАЗЦА ПРИ ТРЕХОСНОМ

НЕРАВНОКОМПОНЕНТНОМ СЖАТИИ (57) Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к устройствам для испытания на прочность образцов горных пород при трехосном неравнокомпонентном сжатии. Цель изобретения — приближение условий испытания к реальным за счет обеспечения изменений боковой нагрузки относительно заданной постоянной величины, На основании t размещены на„„5U „„1679256 А1 грузочные приспособления 2, каждое из которых выполнено в виде корпуса с цилиндрическими расточками 4, 5 и отверстием 6 для штока 11, связанного с опорной плитой

13 для образца 14. В расточке 4 установлены обойма 9 с продольным разрезом, опорная и нажимная втулки 7, 8 и эластичная втулка

10. В расточке 5 на штоке 11 закреплен поршень 12, разделяющий полость расточки 5 на две камеры 20 и 21, сообщенные через гидрораспределитель с дросселем.

Камера 21 сообщена также с предохранительным клапаном. Для понижения боковой нагрузки относительно постоянной величины, определяемой степенью сжатия втулки

10. подают давление в камеру 20 и затем сообщают ее со сливом через дроссель. При этом вначале боковая нагрузка снижается, а затем возрастает до заданного уровня. Для повышения боковой нагрузки перекрывают слив из камеры 21. Давление в ней повышается до срабатывания предохранительного клапана и далее регулируется открытием дросселя. 6 ил.

А-A

1679256

Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к устройствам для испытания на прочность образцов горных пород при трехосном неравнокомпонентном сжатии.

Цель изобретения — приближение условий испытания к реальным за счет обеспечения изменений боковой нагрузки относительно. заданной постоянной величины.

На фиг, 1 показано устройство для испытания на прочность образца при трехосном неравнокомпонентном сжатии, вид сверху; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — 6 — диаграммы напряжение — деформация при различных режимах изменения боковых нагрузок, Устройство содержит основание 1, уста-. новленные на нем нагрузочные приспособления 2, каждое из которых выполнено в виде корпуса 3 с основной и дополнительной цилиндрическими расточками 4, 5 и отверстием 6, упорной и поджимной втулок 7, 8, установленных в расточке 4, обоймы 9 с продольным разрезом, эластичной втулки

10 установленной между втулками 7, 8 и контактирующей своей внутренней поверхностью е наружной поверхностью обоймы 9, Г штока 11, установленного в обойме 9, поршня 12, размещенного в расточке 5 и закрепленного на штоке 11, опорной плиты 13 для образца 14, связанной со штоком 11 посредством сферического шарнира 15 гайки 16, установленной в корпусе 3 для взаимодействия с поджимной втулкой 8, подвижных и неподвижных клиньев 17, 18 и кронштейнов 19 для установки средств (на чертеже не показаны) измерения деформации.

В каждом корпусе 3 поршень 12.делит полость расточки 5 на понижающую камеру

20 (между торцовой стенкой корпуса 3 и поршнем 12) и повышающую камеру 21 (между поршнем 12 и упорной втулкой 7).

Понижающая камера 20 сообщена через гидрораспределитель 22 с дросселем 23, а повышающая камера 21 — с предохранительным клапаном 24 и через гидрораепределитель 22 с дросселем 23, Камеры 20, 21 сообщены с манометрами 25, 26.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом испытаний образца 14 проводят настройку нагрузочных приспособлений 2 на заданную величину бокового подпора. Вращая гайку 16, воздействуют на подвижную втулку 8, которая, перемещаясь в осевом направлении,.сжимает эластичную втулку 10, которая вследствие деформации сжимает обойму 9 с продольным разрезом, 50 том на заданное значение происходит следующим образом.

Перекрыв слив из повышающей камеры

21 закрытием дросселя 23, продолжают осевое нагружение образца 14, при этом давле55 ние в повышающей камере 21 будет расти до давления настройки предохранительного клапана 24, обеспечивая повышение в целом боковой нагрузки. При этом величину боковой нагрузки можно регулировать как настройкой предохранительного клапана 24

40 плотно прилегающую к штоку 11, обеспечивая настройку нагрузочных приспособлений 2 на заданное боковое сопротивление.

После настройки нагрузочных приспособлений 2 на заданные величины бокового подпора устройство с образцом 14 устанавливают на нижнюю опорную плиту испытательной машины (на чертеже не показана) и придвигают нагрузочные приспособления 2 так, чтобы опорные плиты 13 плотно прилегали к боковым граням образца 14. Первоначальный боковой подпор образца 14 производится подвижным клином 17 до момента начала перемещения штока 11 в про-, тивоположном направлении, что обеспечивает в дальнейшем при осевом нагружении (перпендикулярном плоскости основания 1) образца 14 от испытательной машины постоянство величины заданного бокового сопротивления, Поперечная деформация образца 14 определяется по фик-. сируемому перемещению штоков 11.

Для моделирования поведения горных пород с учетом реакции основной нагрузки при изменении величин боковых нагрузок необходимо провести следующие операции.

Для понижения боковой нагрузки с возвратом на заданное значение необходимо поднять давление жидкости, находящейся в понижающей камере 20. При этом жидкость от маслостанциим (на чертеже не показана) через гидрораспределитель 22 нагнетается в понижающую камеру 20 до давления, обеспечивающего превышение бокового сопротивления, создаваемого эластичной втулкой 10. При этом корпус 3 нагрузочного приспособления 2 сдвигается вперед(в пределах деформации образца). Затем понижающая камера 20 соединяется со сливом через дроссель 23. В этом случае происходит сначала понижение боковой нагрузки, затем ее возрастание до заданного значения (см. фиг. 3). При этом осевое деформирование образца 14 не прекращается.

Величина изменения давления в понижающей камере 20 фиксируется по манометру 25, Повышение боковой нагрузки с возвра1679256

1 ф (см. фиг. 5), так и открытием дросселя 23 (см. фиг. 4). Величина изменения давления в повышающей камере 21 фиксируется по манометру 26.

Кроме того, данное устройство позволя- 5 ет переходить с заданной боковой нагрузки в сторону ее уменьшения, а затем увеличения с. возвратом на заданную величину.

Для этого производят нагнетание жидкости в повышающую камеру 21. При этом в пер- 10 вый момент происходит вычитание боковой нагрузки из заданной, т,е. ее уменьшение, затем по мере продолжения нагнетания жидкости происходит переход на режим повышения боковой нагрузки, исключив эле- 15 мент трения, создаваемого эластичной втулкой 10. При этом предохранительный клапан 24 настроен на давление, обеспечивающее превышение заданной боковой нагрузки. Затем, прекратив нагнетание и 20 открыв дроссель 23, восстанавливают заданную боковую нагрузку, включив в работу эластичный момент (см. фиг. 6). Поперечная деформация образца определяется по фиксируемому датчиками перемещению штоков 11. 25

Таким образом, устройство позволяет проводить испытания образцов горных пород в условиях, приближенных к реальным, .

Формула изобретения

Устройство для испытания на прочность 30 образца при трехосном неравнокомпонентном сжатии, содержащее основание, уста- новленные на нем нагрузочные приспособления. каждое из которых выполнено в виде корпуса с цилиндрической расточкой и отверстием в торцовой стенке, обоймы с продольным разрезом и эластичной втулки, установленных в расточке корпуса, поджимной втулки, установленной в корпусе с возможностью перемещения в осевом направлении и контактирующей с эластичной втулкой, штока, установленного в обойме, нажимной плиты для образца и средства измерения деформации, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью приближения условий испытания к реальным эа счет обеспечения изменений боковой нагрузки относительно заданной постоянной величины, в каждом корпусе нагрузочного приспособления выполнена дополнительная цилиндрическая расточка, а устройство снабжено поршнями, размещенными в дополнительных расточках корпусов и закрепленными на штоках, гидрораспределителями, предохранительными клапанами и дросселями, причем каждая полость дополнительной расточки между торцовой стенкой корпуса и поршнем сообщена через гидрораспределитель с дросселем, а полость между поршнем и основной расточкой — с дросселем и предохранительным клапаном.

ПппеРеУные бРЦ}ОРипццц Ыа), %

Фиг. Ю

1679256,47АРИиР wcmZdurtd лредохратгтельнжо кЮМЮ, пса n.%

Be,%

4)юа е

ФИГ. Ю

Составитель В, Тальвойш

Техред М.Моргентал Корректор Э, Лончакова

Редактор А, Бер

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 3203 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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