Способ определения предельного состояния материальной среды в различных условиях ее нагружения



Способ определения предельного состояния материальной среды в различных условиях ее нагружения
Способ определения предельного состояния материальной среды в различных условиях ее нагружения
Способ определения предельного состояния материальной среды в различных условиях ее нагружения
Способ определения предельного состояния материальной среды в различных условиях ее нагружения
Способ определения предельного состояния материальной среды в различных условиях ее нагружения
Способ определения предельного состояния материальной среды в различных условиях ее нагружения
Способ определения предельного состояния материальной среды в различных условиях ее нагружения
Способ определения предельного состояния материальной среды в различных условиях ее нагружения
Способ определения предельного состояния материальной среды в различных условиях ее нагружения

 


Владельцы патента RU 2559043:

Хрусталёв Евгений Николаевич (RU)

Изобретение относится к области «Физики контактного взаимодействия» материальной среды в предельном состоянии. Сущность изобретения состоит в том, что предельное состояние исследуемой среды определяют по зависимости τ с р к = p с р к t g φ ° + с ,    где τ с р к и p с р к - значения тангенциального главного напряжения ( τ с р к = σ I = σ I I ) и давления, соответствующего главному напряжению растяжения-сжатия ( σ I I I = p с р к ) среды, в условиях компрессионного сжатия образца среды, а значения нормального давления и нормальных тангенциальных напряжений сдвига среды определяют как:

1) в условиях одноосного деформирования

,

-

при выходе линий сдвига на боковую поверхность образца и

-

под подошвой штампа;

2) при деформировании поверхности полупространства

,

-

при выходе линий сдвига на поверхность полупространства и

-

под подошвой штампа;

3) при деформации штампом дна вертикальной выработки

,

-

при выходе линий сдвига из стенок выработки и

-

под подошвой штампа, где рб=(γстрh-cстр)ctgφстр (кг/см2) - бытовое гравитационное давление;

4) при деформации среды в замкнутом массиве

,

-

при выходе линий сдвига в полость над штампом и

-

под подошвой штампа.

Технический результат - обеспечение возможности определения нормального давления и нормальных тангенциальных напряжений сдвига среды в условиях одноосного деформирования, при деформировании поверхности полупространства, при деформации штампом дна вертикальной выработки, .при деформации штампом дна вертикальной выработки и при деформации штампом дна вертикальной выработки. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к «Физике контактного взаимодействия», конкретно к способу определения предельного состояния упругой и упруго-вязко-пластичной материальной грунтовой среды.

Известен способ определения границ предельного состояния упруго-вязко-пластичной материальной грунтовой среды (грунт, сильно разложившийся торф, переработанный торф с нарушенной структурой) в условиях компрессионного сжатия ее образца ограниченного размера жестким плоским штампом в жесткой обойме без возможности бокового расширения в условиях компрессии, заключающийся в том, что образец среды поочередно вертикально нагружают штампом ступенями возрастающего внешнего давления Δpi (кГ/см2) или сжимают ступенями возрастающей деформации ΔSi (см) до момента стабилизации во времени t (ч) соответствующих им значений деформации Sn среды или релаксирующих в среде напряжений σn=pn - реакций на внешнее давление, при достижении на каждой ступени давления или деформации стабилизированного значения осадки Sn или напряжения σn=pn производят поперечный одноплоскостной срез нагруженного образца среды с регистрацией тангенциального срезающего напряжения τn, где σn и τn - главные нормальные вертикальное и горизонтальное напряжения в среде под штампом (кГ/см2), и строят график предельного состояния материальной среды в условиях компрессионного сжатия τn=pntgφ°+с, где φ° - угол внутреннего трения среды в нарушенном или структурированном состоянии , с - соответственно удельное сцепление среды в нарушенном с=сн или структурированном состоянии с=сстр [1].

Известный способ определения предельного состояния материальной среды относится к условиям лабораторного компрессионного сжатия среды в сдвиговом приборе при доступе атмосферного давления ратм, когда нормальные напряжения в деформируемой среде являются главными, совпадающими с вертикальным и горизонтальным направлением, а именно р=(σzIII), τ=(σхI)=(σyII),и этот способ не может быть использован для определения предельного состояния среды деформируемой с поверхности полупространства, при одноосном сжатии ее образца, в вертикальной выработке (шурф-дудка), в условиях доступа или отсутствия атмосферного давления ратм=1>033 (кГ/см2) в массиве среды.

Известен способ определения предельного состояния материальной упруго-вязко-пластичной грунтовой среды в точке массива в направлении α° от вертикали по образцу среды ненарушенной структуры, установленного под вертикально подвижным горизонтальным жестким штампом в условиях компрессионного сжатия, заключающийся в том, что образец среды вертикально нагружают возрастающими ступенями давления Δpi (кГ/см2) до стабилизации во времени t (ч) его соответствующей деформации ΔSi (см), перед перезагрузкой образца новой ступенью давления производят его поперечный одноплоскостной срез с регистрацией тангенциального главного нормального напряжения τn (кГ/см2), соответствующего главному нормальному напряжению сжатия σn=pi (кГ/см2), строят график предельного состояния материальной среды в упругом состоянии по зависимости с круговой диаграммой Мора с центром, соответствующим главному нормальному давлению рср (кГ/см2), определяют направление α° главной площадки, по которой должны действовать нормальные напряжения σα и τα, путем проведения прямой из центра круговой диаграммы Мора под углом α° к направлению главной площадки до пересечения с окружностью диаграммы Мора, определяют координаты точки их пересечения со значениями напряжений σα и τα в заданном направлении α° [2].

Известный способ определения предельного состояния материальной среды в условиях компрессионного сжатия позволяет переводить главные напряжения р=(σZIII), τ=(σxI)=(σy=σII) нормально действующие напряжения σα и τα, только в образце среды в заданном направлении α°. Направление α° действия нормальных напряжений в среде должно быть выбрано избирательно для конкретной схемы работы штампа: в массиве, с поверхности деформируемого полупространства, в

стенках скважины, в шурфе и др. Направление α° может быть определенно принято для линий сдвига (τn), хорошо изученных экспериментально только для предельного фазового состояния среды Фуссом, Прандтлем, К. Терцаги, В.В. Соколовским, М.В. Малышевым, В.Г. Березанцевым. Однако направления α° линий сдвигов деформированной штампом среды, выраженные через угол внутреннего трения среды в структурированном состоянии, ошибочные, так как при давлениях свыше бытового давления рср>(рбстр) материальная среда находится в нарушенном состоянии и характеризуется уже другим углом внутреннего трения ) и удельным сцеплением сн (кГ/см2) в нарушенном состоянии. Так в уплотненном ядре среды под штампом в предельном состоянии линии сдвига проходят через переуплотненную среду, близкую к структурированной. При выходе из массива на свободную поверхность линии сдвига также проходят через структурированную среду. Однако в пространстве на выходе из-под ядра уплотнения до свободной поверхности среда находится под действием поля линий сдвигов в нарушенном состоянии.

Таким образом, при деформировании штампом материальной грунтовой среды в различных направлениях и в различных условиях (на глубине или в приповерхностном слое массива грунта) предельное состояние среды наступает при различной величине давления рср под подошвой штампа.

Целью изобретения является определение величины среднего контактного вертикального давления и ответного ему напряжения σZ под жестким плоским штампом в различных предельных условиях деформирования материальной грунтовой среды.

Технический результат по предлагаемому способу определения предельного состояния материальной грунтовой среды, заключающийся в том, что образец материальной среды с ненарушенной структурой отбирают с глубины h (см) исследуемого массива, определяют удельный вес структурированной среды γстр (кГ/см3), производят в лабораторных условиях испытания образца среды при компрессии на сжимаемость и одноплоскостной сдвиг с определением сопротивления среды сдвигу при возрастающих ступенях сжимающего давления , строят график предельного состояния исследуемой среды, где φ° и с - соответственно угол внутреннего трения и удельное сцепление структурированной среды или среды с нарушенной структурой , для заданного

значения давления в условиях компрессии на графике предельного состояния среды строят круговую диаграмму Мора с центром в точке на оси pi, соответствующей давлению и главному напряжению среды в условиях компрессии, из центра круговой диаграммы Мора под углом α° к оси τi, проводят прямую до пересечения с круговой диаграммой в точке, соответствующей нормальному напряжению σz и давлению pcpz (кГ/см2) и нормальному тангенциальному напряжению τср (кГ/см2) при выходе линий сдвигов среды из-под штампа под углом αo к вертикали и достижении ими свободной поверхности массива среды, достигается тем, что величину среднего давления в компрессионном приборе при соответствующем ему главном тангенциальном напряжении в образце грунтовой среды в структурированном или нарушенном состоянии переводят в нормально действующие в о среде под углом под штампом к оси приложения давления рсрz и нормальные тангенциальные напряжения τсрху в условиях одноосного растяжения-сжатия образца среды с возможностью бокового распора следующим образом: определяют нормальное под штампом напряжение в среде как при нормальных тангенциальных напряжениях на выходе линий сдвига на свободную боковую поверхность образца при атмосферном давлении ратм=1,033 (кг/см2) и - под подошвой штампа; в условиях вертикальной деформации среды с поверхности свободного полупространства или котлована определяют нормальное под штампом напряжение как при нормальных тангенциальных напряжениях при выходе линий сдвига на поверхность полупространства за краями штампа и - под подошвой штампа; в условиях вертикальной деформации среды в массиве со дна вертикальной выработки определяют нормальное под штампом напряжение как при нормальных

тангенциальных напряжениях при выходе линий сдвига на дневную поверхность выработки и - под подошвой штампа, где - бытовое гравитационное давление; в условиях вертикальной деформации среды в замкнутом массиве определяют нормальное под штампом напряжение как при нормальных тангенциальных напряжениях при выходе линий сдвига в полость над штампом и - под подошвой штампа, где - бытовое гравитационное давление,

Впервые получена возможность на базе зависимости предельного состояния структурированной или нарушенной материальной среды в условиях компрессионной деформации под главными напряжениями определять значения истинных нормальных напряжений, действующих в среде, различным образом деформируемой штампом, а именно: в массиве, с поверхности полупространства, со дна выработки и при одноосном растяжении-сжатии ее образца.

Предлагаемое изобретение поясняется графическими материалами, отражающими схему испытания упругой и упруго-вязко-пластичной среды жестким плоским штампом, совмещенные с графиком предельного состояния в условиях ее компрессионной деформации: на фиг. 1 - при одноосной деформации образца среды; на фиг. 2 - при деформации среды с поверхности свободного полупространства; на фиг. 3 - при вертикальной деформации среды в массиве со дна вертикальной выработки; на фиг. 4 - в условиях вертикальной деформации среды в замкнутом массиве.

Способ определения предельного состояния грунтовой среды в различных условиях ее нагружения реализуется следующим образом. Берут образец исследуемой материальной среды ненарушенной структуры и производят его одноплоскостной срез в условиях компрессионного сжатия при регистрации напряжений сдвига среды при ее сжатии штампом компрессионного прибора возрастающими (не менее трех) ступенями сжимающего давления . Строят график предельного состояния среды в условиях компрессионного сжатия , по которому определяют в интервалах давления и угол внутреннего трения структурированной среды

и ее удельное сцепление с=сстр, а в интервале давлений - угол внутреннего трения среды с нарушенной структурой при и ее удельное сцепление с=сн (кГ/см2) при , где - гравитационное (бытовое) давление в структурированной среде, - гравитационное давление в среде с нарушенной структурой (кГ/см2), - предельное и - предельно критическое (провальное) для среды давление (кГ/см2) (фиг. 1-4). При заданном давлении рср сжатия среды под штампом строят круговую диаграмму Мора на графике при соответствующем тангенциальном напряжении .

Испытание образца 1 грунтовой среды жестким плоским штампом 2 на одноосное сжатие или растяжение при отсутствии гравитационной (бытовой) нагрузки р6=0 производят при всесторонним на него воздействии атмосферного среднего давления ратм=1,033 (кГ/см2) (фиг. 1). При вертикальном сжатии образца через штамп избыточным давлением линии 3 сдвигов среды из-под краев подошвы штампа будут развиваться под углом α°=φ° к вертикали вглубь образца 1 и далее наружу к его боковым стенкам с искривлением. Главные горизонтальные тангенциальные напряжения , аналогично действующие и в условиях компрессионного сжатия образца среды, раскладываются (фиг. 1) вдоль линии сдвига под подошвой штампа 2 под углом φ° к вертикали или горизонтали на составляющее нормальное напряжение и тангенциальное главное напряжение , действующее в открытом образце среды при одноосном сжатии в горизонтальном направлении. Таким образом, уравнение предельного состояния образца грунтовой среды в условиях компрессионного сжатия определяется выражением , а величина нормального среднего давления , действующего в условиях одноосного сжатия образца среды, определяется выражением при нормальных тангенциальных напряжениях на выход линий сдвига на

свободную боковую поверхность образца и - под подошвой штампа.

Испытание грунтовой среды жестким плоским штампом 2 со свободной поверхности полупространства (фиг. 2) при доступе атмосферного давления по линиям 3 сдвига с поверхности полупространства под подошву штампа производят давлением, соответствующим давлению при компрессионном испытании этой среды и равным по выражению при нормальных тангенциальных напряжениях при выходе линий 3 сдвига из-под штампа на поверхность полупространства и - под подошвой штампа (фиг. 2).

Испытание грунтовой среды на сжимаемость жестким плоским штампом 2 со дна вертикальной в массиве выработки (фиг. 3) при доступе по линиям v 3 сдвига, выходящим на боковых стенках выработки на дневную поверхность, атмосферного давления ратм=1,033 (кГ/см2) производят давлением , соответствующим давлению при компрессионном испытании этой среды и равным по выражению , где - бытовое гравитационное давление, при нормальных тангенциальных напряжениях при выходе линий 3 сдвига из-под подошвы штампа на боковую поверхность выработки и - под подошвой штампа (фиг. 3).

Испытание среды в замкнутом массиве (фиг. 4) на сжимаемость плоским жестким штампом 2 без доступа атмосферного давления производят давлением , соответствующим давлению при компрессионном сжатии среды и равным по выражению при нормальных тангенциальных

напряжениях при выходе линий сдвига в полость 4 над штампом, где - бытовое гравитационное давление.

Пример реализации способа. Определим среднюю величину начального (первого) критического давления на грунт под жестким плоским штампом, если дано: угол внутреннего трения грунта - суглинка , удельное сцепление с=сстр=1,1678 (кГ/см2), удельный вес γстр=0,0019 (кГ/см3). Параметры и сстр получены при одноплоскостном сдвиге образцов суглинка ненарушенной структуры при компрессионном сжатии возрастающими ступенями давления pi.

Расчетное значение угла внутреннего трения суглинка в нарушенном состоянии составляет величину

, а удельное сцепление . Величину атмосферного давления принимаем равной ратм=1,033 (кг/см2). Глубина отбора образцов суглинка h=120 см. Бытовое гравитационное давление на глубине h равно

При компрессионном сжатии образца суглинка величина начального (первого) критического давления равна

В условиях одноосного деформирования образца суглинка штампом величина начального критического давления равна

При деформации суглинка с поверхности полупространства давление

При деформировании дна вертикальной выработки штампом давление

При деформировании среды в замкнутом массиве на глубине h величина начального первого критического давления равна

Впервые получены значения среднего давления на материальную грунтовую среду, различным образом деформируемую штампом в условиях: компрессии, одноосного сжатия, в массиве, с поверхности полупространства, в выработке, позволяющие дать оценку модуля деформации среды, испытываемой соответствующими методами: в компрессионных приборах, одноосного раздавливания, винтолопастными штампами, статическими нагрузками с поверхности массива и в выработке (штампы, прессиометры).

Источники информации

1. Цитович Н.А. Механика грунтов (краткий курс): Учебник для ВУЗов. - 3-е изд., доп. - М.: Высшая школа, 1979, с. 43-50 (аналог), с. 48-49.

2. ГОСТ 21719-80 Грунты. Методы полевых испытаний на срез в скважинах и в массиве. - М.: Госстандарт СССР, 1985, с. 16-17, 20 (прототип).

1. Способ определения предельного состояния материальной грунтовой среды, заключающийся в том, что образец материальной среды с ненарушенной структурой отбирают с глубины h (см) исследуемого массива, определяют удельный вес структурированной среды γстр (кГ/см3), производят в лабораторных условиях испытания образца среды при компрессии на сжимаемость и одноплоскостной сдвиг с определением сопротивления(кГ/см2) среды сдвигу при возрастающих ступенях сжимающего давления (кГ/см2), строят график предельного состояния исследуемой среды , где φ° и с - соответственно угол внутреннего трения и удельное сцепление структурированной среды , с=сстр или среды с нарушенной структурой , с=сн, для заданного значения давления в условиях компрессии (кГ/см2) на графике предельного состояния среды строят круговую диаграмму Мора с центром в точке на оси pi, соответствующей давлению и главному напряжению среды в условиях компрессии, из центра круговой диаграммы Мора под углом α° к оси τi, проводят прямую до пересечения с круговой диаграммой в точке, соответствующей нормальному напряжению σz и давлению pcpz (кГ/см2) и нормальному тангенциальному напряжению τср (кГ/см2) при выходе линий сдвигов среды из-под штампа под углом α° к вертикали и достижении ими свободной поверхности массива среды, отличающийся тем, что величину среднего давления в компрессионном приборе при соответствующем ему главном тангенциальном напряжении в образце грунтовой среды в структурированном или нарушенном состоянии переводят в нормально действующие в среде под углом под штампом к оси приложения давления и нормальные тангенциальные напряжения в условиях одноосного растяжения-сжатия образца среды с возможностью бокового распора следующим образом: определяют нормальное под штампом напряжение в среде как
при нормальных тангенциальных напряжениях на выходе линий сдвига на свободную боковую поверхность образца при атмосферном давлении - под подошвой штампа.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в условиях вертикальной деформации среды с поверхности свободного полупространства или котлована определяют нормальное под штампом напряжение как при нормальных тангенциальных напряжениях при выходе линий сдвига на поверхность полупространства за краями штампа и - под подошвой штампа.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в условиях вертикальной деформации среды в массиве со дна вертикальной выработки определяют нормальное под штампом напряжение как при нормальных тангенциальных напряжениях при выходе линий сдвига на дневную поверхность выработки и - под подошвой штампа, где - бытовое гравитационное давление.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в условиях вертикальной деформации среды в замкнутом массиве определяют нормальное под штампом напряжение как при нормальных тангенциальных напряжениях при выходе линий сдвига в полость над штампом и - под подошвой штампа, где - бытовое гравитационное давление,



 

Похожие патенты:

Решение относится к механическим испытаниям, предназначенным для определения характеристик металла, проявляемых в технологических операциях холодной обработки давлением.
Изобретение относится к способу изготовления плоских образцов из высокоэластичных полимеров и других материалов, способных испытывать большие деформации в результате нагрузки, для проведения экспериментов на двухосное растяжение.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания образцов строительных материалов на совместное действие усилий растяжения, среза и изгиба, и позволяет испытывать образцы материалов при различных комбинациях нагружения их усилиями растяжения, среза и изгиба в совокупности с разрывной машиной.

Изобретение относится к испытательной технике, к методам определения механических свойств материалов. Сущность: испытывают одновременно два объекта испытаний, причем на каждый объект действует нагрузка одной и той же величины.

Изобретение относится к испытательной технике, к методам определения механических свойств материалов. Сущность: испытывают одновременно два объекта испытаний.

Изобретение относится к строительству, в частности к способам испытания строительных материалов на прочность, и может быть использовано при определении прочностных характеристик строительных материалов с получением нисходящей ветви диаграммы растяжения.
Изобретение относится к области определения прочностных свойств металлов и их сплавов путем приложения растягивающих нагрузок к стандартным плоским или круглым образцам исследуемых металлов, геометрические размеры которых регламентируются ГОСТ 10006-80.

Изобретение относится к механическим испытаниям на растяжение хрупких образцов из композиционных материалов и предназначено для авиастроения, судостроения, машиностроения, атомной энергетики.

Изобретение относится к области испытания материалов и может быть использовано для определения сопротивления протяженному вязкому разрушению высокопрочных трубных сталей класса прочности К65 и выше с ударной вязкостью более 2,5 МДж/м2.

Изобретение относится к области физики материального (контактного) взаимодействия, а именно к способу определения угла φн внутреннего трения и удельного сцепления - сн материальной связной среды нарушенной структуры, воспринимающей давление свыше гравитационного.

Изобретение предназначено для оценки деформативности соединений в изделиях из импрегнированной ткани, подвергаемых двухосному напряжению неразрушающими нагрузками с целью определения деформативных характеристик пневматической конструкции в целом. Образец для испытания соединений импрегнированной ткани включает соединение двух Т-образных деталей, расположенное по оси образца в одном из двух взаимоперпендикулярных направлений. Способ испытания образца соединений импрегнированной ткани, осуществляемый с возможностью учета соединения при оценке напряженно-деформированного состояния опытного образца, вызванного двухосным растяжением, за счет корректировки прикладываемых к образцу усилий из условия обеспечения идентичности его напряженного состояния состоянию образца без соединения. Изобретение обеспечивает сохранение в последующем заданной формы изделия, подвергаемого испытанию. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для испытания образцов материалов на консольный изгиб, кручение, растяжение, сжатие, а также на сложное сопротивление и может быть применено в учебной лаборатории. Устройство содержит основание, закрепленный на нем пассивный захват с испытуемым образцом, вал с активным захватом образца, закрепленный на валу с помощью шпонки шкив с грузом и тягой и рычаг с прикрепленными двумя тягами. На валу установлены радиальный шариковый однорядный подшипник, обхватываемый кольцом, грузы, прикрепленные к кольцу, второй груз, прикрепленный к шкиву, прикрепленный к валу круг с вырезом вдоль диаметра как единое целое с валом и прикрепленный к кругу груз. Рычаг имеет две продольные прорези и обе тяги, прикрепленные к его одному концу с разных сторон, стержень с двумя гайками, соединяющий круг с рычагом, болт, соединяющий стержень с гайкой, и винты, соединяющие эту гайку с рычагом. Пять грузов прикреплены через тяги и блоки. Технический результат: более широкий диапазон исследования прочности образцов материалов, а именно испытание образцов материалов не только на кручение, растяжение, сжатие, на совместное кручение с сжатием, на совместное кручение с растяжением, но и на консольный изгиб и сложное сопротивление. 1 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к определению изменения длительной прочности бетона во времени эксплуатируемых под нагрузкой в условиях внешней агрессивной среды бетонных и железобетонных конструкций. Сущность: отслеживается разница между деформациями, получаемыми в результате испытания образца на одновременное силовое нагружение и воздействие агрессивной среды, и заранее протарированными данными, полученными испытаниями на длительную прочность образцов в условиях только силового нагружения, осуществляется контроль нагрузки на образец и своевременное ее снижение таким образом, что напряжения в сечении образца остаются постоянными до начала разрушения образца. Устройство содержит резервуар, заполненный агрессивным раствором, раму силовой установки, подвижную и неподвижную траверсы с цилиндрическими шарнирами для реализации сосредоточенного нагружения на железобетонный образец. В качестве нагрузочного устройства использована рычажная система с применением в качестве груза воды, заполняющей резервуар, оборудованный отводной трубкой с вентилем, работа которого регулируется изменением показателей тензометрических приборов на образце. Технический результат: возможность экспериментально определять градиент изменения длительной прочности во времени от начала приложения нагрузки и коррозионного воздействия среды до разрушения опытного образца нагруженного и корродирующего бетона при заданном неизменном значении напряжений в сечении образца с использованием более усовершенствованной по сравнению с прототипом модели испытательного стенда. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к средствам измерения относительной продольной деформации на поверхности материальных тел. Экстензометр содержит два референтных тела в виде заостренных инденторов, при этом один индентор жестко связан с корпусом прибора, другой установлен с возможностью перемещения, а также систему передачи этих перемещений. В корпусе прибора дополнительно установлены лазер с оптической системой коллимации излучения, фокусирующая линза, фокус которой совпадает с контролируемой поверхностью, светоделительное зеркало, линза, координатно-чувствительный фотоэлектрический преобразователь и арретир для маятника. Подвижный индентор выполнен с оптическим референтным элементом, центр кривизны которого совмещен с острием индентора и с контролируемой поверхностью, и жестко установлен на шарнирно подвешенном в верхней части корпуса маятнике. Между подвижным и неподвижным инденторами подвешен электромагнит. Сущность: расстояние «А» между острыми кромками двух инденторов измеряют до установки на поверхность. Маятник арретируют, подключают источник света, мнимый фокус луча которого совмещают с острием подвижного индентора, при этом изображение фокальной точки лазерного луча, отраженного от сферического зеркала, с оптическим увеличением «К» фокусируют в положении, соответствующем среднему положению светового пятна на координатно-чувствительном фотоэлектрическом преобразователе, и регистрируют условно нулевую координату «Б» энергетического центра светового пятна. В заарретированном состоянии устанавливают экстензометр на деформируемую поверхность и разарретируют маятник, далее поджимают маятник с подвижным индентором и сферическим зеркалом к деформируемой поверхности посредством электромагнита. Регистрируют координату энергетического центра светового пятна «В», нагружают деформируемую балку и регистрируют координату энергетического центра светового пятна «Г». Относительную продольную деформацию вычисляют по формуле. Технический результат: повышение степени точности определения координат выбранных базовых точек, точности измерения расстояния между острыми кромками инденторов и их взаимных перемещений из-за деформации поверхности, в том числе с учетом структурной неоднородности деформируемого материала. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области механических испытаний металлов и сплавов, а именно к испытаниям на изгиб с растяжением, и может быть использовано при испытании различных конструкций, работающих в сложных условиях нагружения, при расчетах на прочность конструкций, работающих в условиях изгиба с растяжением. Сущность: размещают концы образца из испытуемого металла на опорах, воздействуют деформирующим усилием по середине образца с помощью оправки и обрабатывают результаты. Концы образца закрепляют в опорах при помощи захватов с обеспечением поворота каждого захвата. Деформирование проводят до разрыва образца с обеспечением минимального трения между образцом и оправкой и по диаграмме растяжения определяют механические характеристики. Технический результат: возможность получить достоверные значения механических характеристик и обеспечить повышение точности расчетов на прочность конструкций, работающих в условиях изгиба с растяжением, в том числе труб, эксплуатирующихся в условиях наклонных скважин, а также проволоки, профиля и труб при изготовлении с намоткой на барабан. 1 табл., 4 ил.

Способ относится к горной промышленности, в частности к шахтным подъемным установкам, и предназначен для контроля технического состояния подъемного каната. Способ позволяет определить жесткость подъемного каната на растяжение путем измерения длины подъемного каната от точки схода подъемного каната с барабана подъемной машины до подвесного устройства подъемного сосуда при остановке порожнего подъемного сосуда под загрузку, веса груза, удлинения подъемного каната после загрузки подъемного сосуда и последующего расчета, по величине которой судят о техническом состоянии подъемного каната. Для обеспечения постоянства контроля технического состояния подъемного каната измерения и расчета производят при каждом цикле подъема груженого подъемного сосуда. Технический результат - обеспечение возможности постоянного контроля технического состояния подъемного каната. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий и может быть использовано в машиностроительной отрасли при сборке узлов и деталей корпусных изделий и оперативном контроле остаточной прочности крепежных элементов. Устройство состоит из стержня, вставленного в сквозное отверстие, выполненное параллельно оси шпильки или болта, либо в паз, прорезанный вдоль шпильки снаружи на глубину, обеспечивающую заглубление стержня в тело шпильки (болта) дальше внутреннего диаметра резьбы, причем один конец стержня закреплен относительно одного края отверстия или паза (возможен резьбовой конец, закрепленный законтренными гайками), а второй выступающий конец стержня изогнут под углом 90° и в исходном состоянии прилегает к торцу шпильки (болта). Оценка прочности шпильки (болта) выполняется по величине смещения незакрепленного конца стержня, являющегося индикатором растяжения, относительно торца шпильки (болта) на угол α, предельное значение которого устанавливают на основе растяжения шпильки (болта) до разрушения на разрывной машине, прикладывая через гайки шпильки (или головку болта и гайку) нагрузку при расстоянии между гайками на шпильке или расстоянии между головкой болта и гайкой, равном суммарной толщине соединяемых фланцев и величине зазора между ними в изделии. Технический результат: оперативный контроль остаточной прочности шпилек (болтов) во фланцевых соединениях трубопроводов и задвижек, позволяющий уменьшить вероятность возникновения техногенных катастроф и снизить расходы на их предотвращение и ликвидацию. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к измерительной технике для определения контактной жесткости. Сущность: поверхности контактирующих деталей с определенными упругими константами материалов прижимают к друг другу с заданной силой F, нормальной к плоскости стыка, определяют остаточную h и упругую αy части полного сближения в контакте, по их сумме определяют величину полного сближения α в контакте, с последующим определением коэффициента j нормальной жесткости упругопластического контакта деталей двоякой кривизны. Предварительно измеряют пластическую твердость НД1 и НД2 каждой детали в зоне контакта, по которым определяют приведенную пластическую твердость НДпр контактирующих деталей, затем определяют суммарную остаточную часть сближения hΣ в центре контакта деталей, с учетом которой определяют суммарное упругое сближение αy,Σ в центре контакта деталей, с последующим определением суммарного полного сближения αΣ и коэффициента j нормальной жесткости упругопластического контакта деталей двоякой кривизны. Технический результат: создание нового универсального способа определения коэффициента нормальной жесткости первоначально точечного упругопластического контакта деталей, который справедлив при произвольном сочетании твердостей материалов контактирующих деталей. 3 табл.

Изобретение относится к области неразрушающих измерений давления на заданном горизонтальном уровне бетонных и кирпичных стен и фундаментов зданий и сооружений на стадии их эксплуатации. Сущность: на поверхность стены или фундамента наклеивают тензорезистор на уровне измеряемого давления вдоль направления главных сжимающих напряжений и измеряют начальное омическое сопротивление тензорезистора. В стене или фундаменте выше и ниже тензорезистора высверливают два отверстия диаметром в 3…4 раза больше ширины тензорезистора, на расстоянии в 3…4 раза больше ширины тензорезистора, глубиной 40…60 мм и измеряют ответное омическое сопротивление тензорезистора. Определяют относительную деформацию стены или фундамента и давление на заданном уровне стены или фундамента по формулам. Для мониторинга давления на стену или фундамент в каждое отверстие закладывают по два стальных полуцилиндра длиной, равной глубине отверстий, диаметром меньше диаметра отверстий на 2…3 мм. Между стальными полуцилиндрами забивают по стальному клину длиной, равной глубине отверстий, и толщиной 1…3 мм с одной стороны и 4…5 мм с другой стороны. Забиванием стальных клиньев доводят омическое сопротивление тензорезистора до величины, равной начальному омическому сопротивлению, затем фиксируют величину текущего омического сопротивления тензорезистора в любой момент времени и вычисляют изменение омического сопротивления тензорезистора, приращение деформации стены или фундамента и давление на стену или фундамент в любой момент времени. Технический результат: сохранение несущей способности стен и фундаментов; уменьшение концентрации напряжений в стенах и фундаментах; отсутствие необходимости нарушения электрической цепи тензорезисторов; возможность непрерывного мониторинга давления на стены и фундаменты; дистанционное управление измерениями. 4 ил.

Изобретение относится к методам испытаний металлов на трещиностойкость, в частности к способу изготовления сварного составного образца типа СТ для испытаний на трещиностойкость облученного металла по стандартным методикам. Обойму изготавливают из необлученного металла и вставку из облученного металла обломка ранее испытанного образца-свидетеля для корпусов реакторов типа ВВЭР. На первом этапе изготавливают вставку. На втором этапе выбирают металл для изготовления обоймы, для этого определяют предел текучести облученного металла вставки и по диаграмме «предел текучести металла вставки - предел текучести металла обоймы» определяют предел текучести металла обоймы и из выбранного металла изготавливают элементы обоймы. С помощью электронно-лучевой или лазерной сварки выполняют приварку в определенной последовательности отдельных элементов обоймы к вставке. Вначале приваривают передний элемент обоймы, затем поочередно приваривают боковые элементы обоймы и после этого последним сварным швом приваривают задний элемент обоймы. При этом создают условия, чтобы температура в центре вставки облученного металла в процессе сварки не превышала температуру облучения. Затем прорезают задний элемент обоймы до вставки и потом после циклического нагружения и выращивания усталостной трещины до середины вставки. Последующее испытание сварного составного образца на трещиностойкость проводят по стандартной методике. Обеспечивается повышение достоверности результатов испытаний на трещиностойкость облученного металла путем испытания предлагаемого сварного составного образца типа СТ за счет снижения остаточных сварочных напряжений при сохранении свойств облученного металла. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.
Наверх