Устройство для определения деформационных характеристик материалов в условиях трехосного сжатия

 

Использование: в строительстве, при испытаниях грунтов и материалов в условиях трехосного сжатия. Сущность: устройство , состоящее из корпуса с рабочей камерой для образца, снабжено угловыми элементами , смонтированными по углам образца в определенном количестве, сочетании и ориентации , которые способны задавать нормируемые усилия и регистрировать на смежных углах соответствующие отклики в перемещениях от этих усилий. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР

-(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4891634/33 (22) 17.12,90 (46) 15.02.93. Бюл. N 6 (71) Уральский электромеханический институт инженеров железнодорожного транспорта им, Я.M.Ñâåðäëîâà (12) В.К,Панков и В.В.Панков (56) Авторское свидетельство СССР

1ф 286307, кл. G 01 N 3/08, 1971.

Авторское свидетельство СССР

Q 1032093, кл. Е 02 О 1/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

M. 302665, кл. G 01 N 33/24, 1971.

Изобретение относится к строительству, к технике определения физико-механических свойств упруго-пластических материалов при инженерно-строительных исследованиях и может использоваться при испытаниях образцов грунта или другого материала нарушенной или природной структуры, В виде специальных паст.

В практике исследований физико-механических свойств материалов, в частности, грунтов известны устройства по определению деформационным характеристик. В этих устройствах используются образцы грунта, которые помещаются в рабочие камеры с подвижными стенками, являющимися штампами, на которые подается нормированное усилие, обеспечивающее их плоско-параллельное движение. В других устройствах усилие на образец передает эластичными оболочками рабочих камер.

„„5U„„1795342 А1 (si)s G 01 К 3/08, Е 02 0 1/00 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ДЕФОРМАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

МАТЕРИАЛОВ В. УСЛОВИЯХ ТРЕХОСНОГО СЖАТИЯ (57) Использование: в строительстве, при испытанияхтрунтов и материалов в условиях трехосного сжатия. Сущность: устройство, состоящее из корпуса с рабочей камерой для образца, снабжено угловыми элементами, смонтированными по углам образца в определенном количестве, сочетании и ориентации, которые способны задавать нормируемые усилия и регистрировать на смежных углах соответствующие отклики в перемещениях от этих усилий, 2 ил.

Наиболее близким известным решени ем к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для определения характеристик материалов в условиях трехосного сжатия, содержащее составной корпус рабочей камеры с эластичной оболочкой для образца, подвижные штампы, установленные внутри корпуса, нагрузочное и измерительное приспособления.

Недостатком известного устройства является то. что его конструкция исключает создание любого другого напряженно-деформированного состояния образца кроме

Tp8xocHoI0 сжатия. Это существенно снижает возможности прибора и информативность испытаний, а также ограничивает распространение опытных данных на случаи, когда по реальным условиям материал работает в более сложном напряженно-де1795342 формированном состоянии. Моделирование в известном устройстве не позволяет получать направленные, в соответствии с программой исследований, деформационные характеристики в широком спектре, что затрудняет их использование в дискретных методах, обеспечивающих системный подход к расчету сооружений.

Цель изобретения — обеспечение направленных исследований и расширение их диапазона путем создания нормированных . усилий на углах образцов в направлении вспомогательных осей по программе эксперимента и фиксации соответствующих перемещений, Цель достигается тем, что устройство для определения деформационных характеристик материалов в условиях трехосного сжатия, содержащее составной корпус рабочей камеры с эластичной оболочкой для

20 образца, подвижные штампы, установленные внутри корпуса, нагрузочное и измерительное приспособления, согласно изобретению, снабжено угловыми элементами, каждый из которых состоит из задающего винта, опорной площадки, толкателя, передающего рычага, и индикатора перемещений, причем задающий винт ориентирован в направлении вспомогательной оси и находится в контакте с толкателем или в 30 свободном состоянии, а опорная площадка соединена с углом штампа и толкателем, . который установлен соосно с задающим винтом и с помощью передающего рычага соединен с индикатором перемещений. 35

На фиг, 1 дано устройство, разрез; на фиг. 2 — узел I на фиг. 1, Устройство состоит из корпуса 1 и рабочей камеры для размещения образца 2 грунта или материала. Стенки камеры 40 образованы комбинированными штампами, состоящими из жесткого 3 и гибкого 4 элементов.

Образец 2 отделен от стенок камеры эластичной оболочкой 5. Силовые штанги 6 45 обеспечивают передачу усилия от гидравлической установки по трем главным ортогональным осям (фиг. 1 оси А-А, Б-Б).

К корпусу устройства закреплены угловые элементы. (Фиг. 2) Такие угловые эле- 50 менты в количестве 3-х могут быть установлены на каждом углу образца. При установке угловые элементы ориентируют по вспомогательным осям В, Г, Д, Е и т.д„ которые параллельны главным осям А и Б (фиг. 1). На фиг. 1 и 2 показаны оси, лежащие в плоскости чертежа, Каждый угловой элемент (фиг. 2) имеет индикатор перемещений

7, задающий винт 8, передающий рычаг 9 и толкатель 10, который постоянно скреплен с опорной площадкой 11, Каждый иэ угловых элементов может находиться в состоянии регистрации перемещений, когда задающий винт 8 отведен от толкателя 10 с образованием зазора А.Толкатель 10 через передающий рычаг 9 соединен через индикатор перемещений 7 с регистрирующим прибором (ось Е на фиг. 2). Второе состояние углового элемента — задающее нормированное по величине усилие, В этом состоянии толкатель 10 контактирует с задающим винтом 8. B этом случае индикатор перемещений 7 и передающий рычаг 9 через регистрирующий прибор контролируют величину усилия (ось В, фиг, 2).

Каждый угловой элемент может находиться только в одном из состояний в зависимости от программы исследований.

Работа устройства начинается после установки и предварительного обжатия образца 2 пробным давлением через силовые штанги 6, В зависимости от цели и программы исследований на корпусе устройства 1 устанавливают определенное количество угловых элементов. Угловые элементы ориентируют по второстепенным осям В, Г, Д, Е и т.д. Состояние отдельных угловых элементов (регистрация перемещений или создание нормированных усилий) должно отвечать замыслу эксперимента. Допустим, что в соответствии с программой исследований, требуется выявить перемещения (деформации) от единичного усилия, создаваемого в направлении вспомогательной оси В для верхнего. правого угла образца. Для реализации этого состояния вдоль оси В закрепляются к корпусу устройства 1 угловой элемент, ориентированный по оси

В. Его задающий винт 8 вводят в контакт с толкателем 10. Угловой элемент подготовлен к созданию единичного (нормированного) усилия, Одновременно с этим, по вспомогательным осям на других углах ис-. пытываемого образца устанавливают, в свою очередь, угловые элементы, предназначенные для регистрации перемещений. В них задающие винты 8 отведены от своих тол кателей 10, Количество устанавливаемых угловых элементов, предназначенных для регистрации, их ориентация определяется положением мест и направлением, где по замыслу исследователя следует выявить перемещения (деформации). После стабилизации данного состояния загружения производят запись перемещений. Подобным образом создают новые ситуации загружения образца в соответствии с программой исследований, 1795342

Состояние угловых элементов, показанное на фиг. 1, случайное. Изобретение позволяет проводить испытание образца упруго-пластического материала не только в условиях трехосного сжатия, но комбинировать последнее с различным сочетанием силовых воздействий по углам. Поскольку устройство может оснащаться 24-мя угловыФормула изобретения

Устройство для определения деформациоНных характеристик материалов в условиях трехосного сжатия, содержащее составной корпус рабочей камеры с эластичной оболочкой для образца, подвижные штампы, установленные внутри корпуса, нагрузочное и измерительное приспособления; отл ича ющееся тем,что, с целью обеспечения направленных исследований и расширения их диапазона путем создания нормированных усилий на углах образцов в направлении вспомогательных осей по проми элементами, каждый из которых может находиться в двух состояниях, обеспечивается направленное моделирование напряженно-деформированного состояния

5 образца. Это позволяет выявить дополнительные данные по его физико-механическим свойствам, грамме эксперимента и фиксации соответствующих перемещений, QHQ снабжено угловыми элементами, каждый из которых состоит из задающего винта, опорной площадки, толкателя, передающего рычага, и индикатора перемещений, причем задающий винт ориентирован в направлении вспомогательной оси и находится в контакте с толкателем или в свободном состоянии, а опорная площадка соединена с углом штампа и толкателем, который установлен соосно с задающим винтом и с помощью передающего рычага соединен с индикатором перемещений.

1795342

Составитель 8Ланков

Редактор ТЛолионова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор H.Êåøeëÿ

Заказ 677 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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