Способ испытания образцов при сжатии на длительную и кратковременную нагрузку



Способ испытания образцов при сжатии на длительную и кратковременную нагрузку
Способ испытания образцов при сжатии на длительную и кратковременную нагрузку

 


Владельцы патента RU 2529653:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) (RU)

Изобретение относится к технике контроля качества материалов и исследования их деформативных свойств. Сущность: один образец устанавливают между нижней и промежуточной траверсой с опорным шаром, имеющим возможность перемещения, другой - между промежуточной и верхней траверсой. Траверсы закрепляют на штангах при помощи гаек. Производят нагружение образцов посредством герметичной камеры, расположенной под поршнем в цилиндрической полости нижней траверсы и сообщенной с источником давления. Перед началом испытаний на штангах между верхней траверсой и гайками устанавливают упорные подшипники, а нагружение образцов производят посредством герметичной камеры в виде металлического сильфона. Технический результат: повышение достоверности результатов испытаний. 2 ил.

 

Изобретение относится к технике контроля качества материалов и исследования их деформативных свойств.

Известен способ испытания образцов, при котором два образца для испытания размещают между тремя траверсами, одна из которых имеет возможность перемещения, снабжена опорным шаром и является промежуточной, после чего при помощи нагружающей системы, включающей герметичную эластичную камеру, производят нагружение образцов. /А.с. 1608490 СССР, МКИ 5 G01N 3/10. Установка для испытаний образцов на длительную прочность при сжатии / Мурашкин Е.В., Сеськин И.Е. (СССР); Куйбыш. ин-т инженеров железнодор. транспорта - №4617515/25-28; заявл. 08.12.88; опубл. 23.11.90, Бюл. №43/. Принят за прототип.

Недостатком этого способа является быстрая изнашиваемость эластичной камеры и, как следствие, возникновение недопустимых погрешностей в результатах проводимых испытаний и проблем в оценке нагрузки и ползучести образцов. Другим недостатком установки является невозможность проведения испытания одного образца.

Сущностью изобретения является повышение достоверности результатов испытаний, увеличение срока службы и надежности установки для испытаний, а также увеличение ее эксплуатационных возможностей.

При проведении испытаний эластичные камеры, выполненные из специальной качественной резины, позволяют осуществлять значительные перемещения поршня (до 20 мм.) без потери герметичности. Это значит, что при длине 2-х испытываемых образцов в 400×2=800 мм, относительные деформации, создаваемые установкой с эластичной камерой, составят 2,5%.

Но для испытания таких материалов, как бетон, камень естественных пород, кирпич, керамические материалы, стекло и т.д., достаточно обеспечить относительные деформации всего до 0,1%, при этом абсолютные перемещения не будут превышать 1 мм. Требуемые абсолютные деформации можно получить, применив для изготовления герметичной камеры упругий материал - металл, углепластик и т.п.

Техническим результатом изобретения является повышение достоверности результатов испытаний.

Технический результат изобретения достигается тем, что в известном способе испытания образца при сжатии на длительную и кратковременную нагрузку, при котором один образец устанавливают между нижней и промежуточной траверсой с опорным шаром, имеющей возможность перемещения, другой - между промежуточной и верхней траверсой, при этом траверсы закрепляют на штангах при помощи гаек, затем производят нагружение образцов посредством герметичной камеры, расположенной под поршнем в цилиндрической полости нижней траверсы и сообщенной с источником давления, особенностью является то, что перед началом испытаний на штангах между верхней траверсой и гайками устанавливают упорные подшипники, а нагружение образцов производят посредством герметичной камеры в виде металлического сильфона.

На чертежах представлено: на фигуре 1 изображен продольный разрез установки для испытания, где приняты следующие обозначения: штанга 1, нижняя траверса 2, верхняя траверса 3, промежуточная траверса 4, опорный шар 5, образец 6, цилиндрическая полость 7, металлическая камера 8, патрубок 9, поршень 10, ограничительное кольцо 11, гайка 12, упорный подшипник 13, металлические пластины 14; на фигуре 2 - поперечное сечение установки, где показаны: штанга 1, образец 6 и промежуточная траверса 4.

Установка содержит четыре силовые штанги 1, закрепленные на штангах нижнюю траверсу 2, верхнюю траверсу 3 и промежуточную траверсу 4 с опорным шаром 5, нагружающую систему, включающую поршень 10, предназначенный для нагружения испытываемых образцов 6 и расположенный в цилиндрической полости 7, выполненной в нижней траверсе 2, герметичную металлическую камеру 8 в виде сильфона с упруго деформируемой верхней стенкой, установленную под поршнем 10 и сообщенную при помощи патрубка 9 с источником давления среды (не показан), ограничительное кольцо 11, закрепленное на нижней траверсе 2 и предназначенное для предохранения металлической камеры 8 от чрезмерного растяжения при разрушении хотя бы одного из испытуемых образцов 6. Промежуточная траверса 4 установлена на штангах 1 между нижней траверсой 2 и верхней траверсой 3 с возможностью перемещения и предназначена для фиксации центрального положения опорного шара 5. Опорный шар 5 служит для передачи нагрузки от одного образца 6 к другому при одновременном испытании двух образцов 6. Для равномерной передачи нагрузки на испытуемые образцы 6 на их торцы устанавливаются металлические пластины 14. Упорные подшипники 13 позволяют улучшить условия центровки образцов 6, выбрать холостой ход и осуществить существенное предварительное нагружение образцов 6 посредством закручивания гаек 12.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Подготовленные к испытаниям образцы 6 с металлическими пластинами 14 устанавливают для испытаний согласно схеме, приведенной на чертеже. С помощью гаек 12 образцы 6 закрепляют без зазора между нижней траверсой 2 и верхней траверсой 3. После закрепления испытываемых образцов 6 в металлическую камеру 8 по патрубку 9 подают рабочую жидкость под давлением, создавая необходимое усилие в образцах 6. Контроль над нагрузкой на испытываемые образцы 6 осуществляют по давлению жидкости с использованием заранее установленной тарировочной зависимости и с применением динамометрических средств, устанавливаемых между траверсами и образцами 6 или на штангах 1. Металлическая камера 8, упруго деформируясь под действием закачиваемой в нее жидкости, передает нагрузку посредством поршня 10 на испытываемые образцы 6 и верхнюю траверсу 3, закрепленную на штангах 1. Ограничительное кольцо 11 ограничивает максимальное перемещение поршня 10. Промежуточная траверса 4 ограничивает перемещение опорного шара 5 перпендикулярно действию усилия сжатия, исключая нарушение центровки усилия. При необходимости, упорные подшипники 13, снижая трение, позволяют закручиванием гаек 12 осуществить испытание образцов на сжатие без дополнительного нагнетания жидкости в металлическую камеру 8.

Преимущества предложенного технического решения:

- применение герметичной металлической камеры с упругодеформируемой верхней стенкой вместо камеры из эластичного материала позволяет обеспечить большую надежность эксплуатации установки при различных схемах нагружения образцов, в том числе и при длительных испытаниях на ползучесть, и получать более достоверные результаты испытаний;

- изготовление герметичной металлической камеры значительно проще и экономически выгоднее изготовления и применения камеры из эластичного материала;

- применение упорных подшипников позволяет улучшить условия центровки образцов, выбрать холостой ход и осуществить существенное предварительное нагружение образцов;

- наличие упорных подшипников дает возможность, в некоторых случаях, создать посредством закручивания гаек дополнительную нагрузку и проводить испытания образцов на сжатие без нагнетания жидкости в металлическую камеру.

Способ испытания образца при сжатии на длительную и кратковременную нагрузку, при котором один образец устанавливают между нижней и промежуточной траверсой с опорным шаром, имеющим возможность перемещения, другой - между промежуточной и верхней траверсой, при этом траверсы закрепляют на штангах при помощи гаек, затем производят нагружение образцов посредством герметичной камеры, расположенной под поршнем в цилиндрической полости нижней траверсы и сообщенной с источником давления, отличающийся тем, что перед началом испытаний на штангах между верхней траверсой и гайками устанавливают упорные подшипники, а нагружение образцов производят посредством герметичной камеры в виде металлического сильфона.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике контроля качества материалов и исследования их деформативных свойств. Установка содержит закрепленные на штангах верхнюю и нижнюю траверсы, а также установленную между ними промежуточную траверсу с опорным шаром, имеющую возможность перемещения, гайки, расположенные на штангах, нагружающую систему, включающую источник давления среды, поршень для нагружения образцов, расположенный в цилиндрической полости нижней траверсы, герметичную камеру, установленную под поршнем и сообщенную с источником давления, ограничительное кольцо для поршня, закрепленное на нижней траверсе.

Изобретение относится к горному делу и может использоваться для исследования электромагнитного излучения (ЭМИ) горных пород при их разрушении. Стенд содержит электромагнитный экран, систему регистрации, нагрузочное устройство, выполненное в виде трубки с внутренней резьбой и вкрученным в нее винтом с головкой под ключ, заполненной пластичным веществом.

Изобретение относится к устройствам для исследования поведения модели пористого вещества в условиях плоского напряженно-деформированного состояния. Устройство содержит пуансон, рабочую камеру в виде полого параллелепипеда с прозрачными стенками, образующими пространство, поперечное сечение которого соответствует размерам поперечного сечения модели.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для исследования энергообмена при деформировании и разрушении блочного горного массива. Стенд для исследования энергообмена в блочном массиве горных пород содержит опорную раму, размещенные в ней захват для образца и захват для контробразца, гидравлический механизм взаимного поджатия образцов, связанный с захватом для образца, гидравлический механизм взаимного перемещения образцов, связанный с захватом для контробразца, гидравлические аккумуляторы энергии, связанные с механизмами поджатия и перемещения, и источники давления, связанные с аккумуляторами.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания материалов, в частности горных пород, при исследовании энергообмена в массиве горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений.

Изобретение относится к испытаниям на прочность при сложнонапряженном деформированном состоянии тонкостенных трубчатых образцов, в том числе отрезков труб постоянного сечения.

Изобретение относится к испытательной технике для проведения прочностных испытаний с грузозахватными средствами. .

Изобретение относится к испытательной технике. .

Изобретение относится к испытательной технике. .

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. .

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания материалов, в частности горных пород, при исследовании энергообмена в массиве горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений. Стенд для исследования энергообмена при разрушении горных пород содержит опорную раму, размещенные в ней захват для образца и захват для контробразца, домкрат для взаимного поджатия образцов, шток которого связан с захватом для образца, домкрат для взаимного перемещения образцов, шток которого связан с захватом для контробразца. Стенд снабжен двумя толкателями для размещения между соответствующими штоком и захватом вдоль оси штока, рычагом, размещенным между торцами толкателей, и возбудителем нагрузки, связанным с рычагом. При этом стенд также снабжен сменными прокладками для размещения между рычагом и толкателями, отличающимися жесткостью и/или величиной их размера вдоль оси рычага. Технический результат − проведение исследований энергообмена при разрушении горных пород в новых условиях - как при плавном изменении, так и при ударном или циклическом возбуждении поджимающей и сдвигающей пригрузок при изменении жесткости и пределов изменения возбуждаемых пригрузок, что расширяет функциональные возможности стенда. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания материалов, в частности горных пород, при исследовании процесса энергообмена в образцах горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений. Стенд содержит опорную раму, размещенные в ней захват для образца и захват для контробразца, гидравлический механизм взаимного поджатия образцов, связанный с захватом для образца, гидравлический механизм взаимного перемещения образцов, связанный с захватом для контробразца, источники давления, связанные с механизмами поджатия и сдвига, и механический аккумулятор энергии с пружиной, установленный между механизмом перемещения и захватом для контробразца. Механический аккумулятор энергии выполнен в виде направляющей, соединенной с захватом для контробразца, толкателя в виде полого цилиндра, размещенного на направляющей и соединенного с механизмом перемещения, при этом пружина размещена на направляющей между захватом для контробразца и толкателем и выполнена тарельчатой, тарелки уложены в группы, в каждой группе тарелки обращены друг к другу вогнутыми поверхностями. При этом количество тарелок с каждой стороны в каждой группе одинаковое, а в разных группах подобрано в соответствии с задаваемой характеристикой жесткости аккумулятора. Технический результат: увеличение объема информации при изучении процесса энергообмена в образцах горных пород за счет обеспечения исследований процесса энергообмена как при постоянной, так и при переменной характеристике жесткости аккумулятора энергии. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности к технике испытания преимущественно крупнообломочных грунтов на трехосное сжатие, и может быть использовано при инженерно-строительных исследованиях. Устройство содержит цилиндрическую упругую обойму, круглый штамп, основание, цилиндрический жесткий корпус и измерители деформаций и напряжений. Упругая обойма выполнена с антикоррозионным покрытием на внутренней поверхности, заключена в цилиндрическую жесткую обечайку, внутренний диаметр которой равен внешнему диаметру обоймы. Обечайка разрезана по образующей цилиндра на осесимметричные части, прикрепленные к внешней поверхности обоймы и к радиальным пластинам ребер жесткости, установленным с возможностью радиального перемещения в направляющих вертикальных пазах, выполненных в стенках корпуса, внутренний радиус которого превышает внешний радиус обечайки на величину максимальной боковой деформации образца грунта при испытании его на сжатие. К наружным граням ребер жестко прикреплены горизонтальные штоки динамометров, установленные в каналах стенок корпуса с возможностью радиального перемещения. Корпуса динамометров жестко прикреплены к наружной поверхности корпуса устройства. Свободные концы штоков динамометров выполнены с резьбой и снабжены гайками, фиксирующими натяжение пружин динамометров, и соединены с индикаторами деформаций, закрепленными на стойках, установленных на плите основания устройства. Технический результат: увеличение точности результатов испытаний. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для исследования деформационно-прочностных характеристик грунтов в условиях трехосного сжатия. Стабилометр включает рабочую камеру с прозрачными боковыми стенками, верхний и нижний штампы и нагрузочное устройство. Боковые стенки камеры образованы плоско-вогнутыми линзами двойной кривизны, а с внешней стороны рабочей камеры по центру каждой из линз размещены синхронно работающие фотокамеры. Фотокамеры фиксируют искажение разметки на поверхности оболочки. Технический результат - повышение точности определения деформационных свойств грунта. 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания образцов горных пород при моделировании энергообмена в массиве горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений. Стенд содержит опорную раму, размещенные в ней захват для контробразца, гидравлический механизм для взаимного поджатия образцов, соединенный с захватом для контробразца, каретку, гидравлический механизм для взаимного перемещения образцов, соединенный с кареткой, и захват для образца, установленный на каретке. Стенд дополнительно снабжен механизмом ударного нагружения, установленным на каретке с возможностью взаимодействия с захватом для образца и с кареткой, при этом механизм ударного нагружения выполнен в виде ударника в форме стержня, электромагнитного якоря в форме кольца, закрепленного на каретке, и двух электромагнитных катушек для независимого взаимодействия с якорем, причем ударник подвижно размещен в отверстии якоря, а катушки закреплены на ударнике с противоположных сторон относительно якоря. Технический результат: расширение функциональных возможностей стенда, увеличение объема получаемой информации при изучении энергообмена на образцах горных пород за счет обеспечения исследований энергообмена при регулируемом возбуждении в образце разнонаправленных ударных волн в процессе формирования подвижек. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания материалов, в частности горных пород, при исследовании энергообмена в массиве горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений. Стенд содержит опорную раму, размещенные в ней захват в виде каретки для образца, захват для контробразца, гидравлический механизм для взаимного поджатая образцов, связанный с захватом для контробразца, и гидравлический механизм для взаимного перемещения образцов, связанный с захватом для образца. Стенд снабжен дополнительным гидравлическим механизмом, размещенным на каретке и предназначенным для взаимодействия с образцом. Технический результат: расширение функциональных возможностей стенда, а также увеличение объема получаемой информации при изучении энергообмена в массиве горных пород. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для подготовки образцов геосинтетических материалов к испытаниям на износоустойчивость, и может применяться в соответствующих областях техники. Устройство циклического нагружения по первому варианту включает в себя ящик для образца, блок управления, датчик усилия. Плита для нагружения образца связана с датчиком усилия, приводом редуктора. Усилие передается пневмомускулом через редуктор и рычаг, а положение рычага контролируется датчиком положения рычага. Компрессор обеспечивает рабочее давление регулятора давления. По второму варианту исполнения, помимо всего перечисленного в первом варианте, в устройство добавлен накопительный бак между компрессором и регулятором давления. Технический результат: возможность оценить износ материалов дорожных покрытий (одежд) при действии циклической нагрузки - имитация прохождения колеса по дорожному покрытию согласно ОДМ 218.5.006-2010. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для исследования энергообмена при деформировании и разрушении блочного горного массива. Стенд содержит опорную раму, размещенные в ней захват для образца и захват для контробразца, гидравлический механизм взаимного поджатия образцов, связанный с захватом для образца, гидравлический механизм взаимного перемещения образцов, связанный с захватом для контробразца, гидравлические аккумуляторы энергии, связанные с механизмами поджатия и перемещения, источники давления, связанные с соответствующими аккумуляторами, пульсаторы давления, соединенные с соответствующими аккумуляторами и выполненные в виде гидроцилиндров со штоками, подпоршневая полость которых соединена с соответствующими аккумуляторами, эксцентриков, кинематически связанных со штоками гидроцилиндров, валов вращения эксцентриков и приводов вращения валов. Валы установлены соосно, а стенд снабжен электромагнитными муфтами для соединения валов с соответствующими приводами и электромагнитной муфтой для соединения валов между собой. Технический результат: расширение объема информации при исследовании энергообмена путем обеспечения испытаний как при независимой пульсации поджимающей и перемещающей нагрузок, так и при синхронной пульсации с плавным и ступенчатым изменением частоты пульсаций с возможностью регулирования смещения циклов пульсаций в ходе испытаний. 1 ил.
Наверх