Способ определения механических параметров материальной среды в условиях фиксированного внешнего воздействия



Способ определения механических параметров материальной среды в условиях фиксированного внешнего воздействия
Способ определения механических параметров материальной среды в условиях фиксированного внешнего воздействия
Способ определения механических параметров материальной среды в условиях фиксированного внешнего воздействия
Способ определения механических параметров материальной среды в условиях фиксированного внешнего воздействия
Способ определения механических параметров материальной среды в условиях фиксированного внешнего воздействия
Способ определения механических параметров материальной среды в условиях фиксированного внешнего воздействия
Способ определения механических параметров материальной среды в условиях фиксированного внешнего воздействия
Способ определения механических параметров материальной среды в условиях фиксированного внешнего воздействия

 

G01L9/00 - Измерение постоянного или медленно меняющегося давления газообразных и жидких веществ или сыпучих материалов с помощью электрических или магнитных элементов, чувствительных к механическому давлению; передача и индикация перемещений элементов, чувствительных к механическому воздействию, используемых для измерения давления с помощью электрических или магнитных средств (измерение разности двух или более величин давления G01L 13/00; одновременное измерение двух и более величин давления G01L 15/00; вакуумметры G01L 21/00)
G01L7/00 - Измерение постоянного или медленно меняющегося давления газообразных и жидких веществ или сыпучих материалов с помощью элементов, чувствительных к механическому воздействию или давлению упругой среды (передача и индикация перемещений элементов, чувствительных к механическому воздействию, с помощью электрических или магнитных средств G01L 9/00; измерение разности двух или более величин давления G01L 13/00; одновременное измерение двух или более величин давления G01L 15/00; измерение давления в полых телах G01L 17/00; вакуумметры G01L 21/00; полые тела, деформируемые или перемещаемые под действием внутреннего давления, как таковые G12B 1/04)

Владельцы патента RU 2566408:

Хрусталёв Евгений Николаевич (RU)

Изобретение относится к области «физика материального взаимодействия». Способ определения механических параметров нарушенной материальной среды в условиях фиксированного внешнего воздействия заключается в том, что фиксируют определяющий для исследуемой среды физический параметр внешнего воздействия - температуру Т(°С), плотность ρ (кг/см3), ускорение гравитационного притяжения (g, м/с2) и движения материального тела (α, м/с2), световое излучение, радиоактивность, электрическое и магнитное воздействие, устанавливают требуемый механический параметр материальной среды с учетом влияния физических определяющих параметров внешнего воздействия, определяют угол внутреннего трения и удельное сцепление cстр (кГ/см2) структурированной (природной) среды. Параметры угла внутреннего трения и удельного сцепления cн нарушенной среды определяют в фиксированных условиях внешнего воздействия, используя выражения

а механические параметры материальной среды, используя фиксированные параметры и cн, и cстр в заданных условиях внешнего воздействия.

Технический результат - возможность определения известных механических параметров нарушенной материальной среды через универсальные физические величины прочности: угол внутреннего трения и удельное сцепление, присущие всем материальным средам в структурированном и нарушенном состоянии.

 

Изобретение относится к области «физика материального взаимодействия» и позволяет выражать известные механические параметры материальной среды через универсальные физические величины, присущие всем материальным средам с нарушенной структурой и различающиеся по величине в зависимости от температуры T(°C), плотности ρ (кг/см3), ускорения гравитационного притяжения (g, м/с2) и движения материального тела (α, м/с2), светового излучения и радиоактивности, электрического и магнитного воздействия.

Известен способ определения механических параметров жидкой, газовой и вязкой материальной среды - напряжения ее внутреннего трения (кГ/см2) (закон Ньютона), где (dv/dl) - градиент скорости материальной среды, dv - изменение скорости течения при удалении на расстояние dl от поверхности слоя среды в перпендикулярном к нему направлении, текучести среды кинематической вязкости 2/с), где ρ - плотность среды, через коэффициент внутреннего трения (коэффициент динамической вязкости) η (Па·с) среды, а вязких твердых тел - через показатель ударной вязкости ε (Дж/м2), определяющим свойство материальной среды необратимо поглощать энергию при пластическом деформировании [1].

Через физический параметр вязкости материальной среды невозможно определение никаких ее других механических параметров, кроме кинематической вязкости, текучести и напряжения внутреннего трения τ среды. Показатель η вязкости среды не является универсальной физической величиной, определяющей другие известные механические параметры материальной среды.

Известен способ определения механических параметров прочности структурированной твердой практически несжимаемой (безпористой) материальной среды металлов и бетона - тангенциального напряжения сдвига (кГ/см2) (закон Ш. Кулона-Мора), находящейся в предельном напряженно-деформированном состоянии под давлением p (кГ/см2) и характеризующейся через угол внутреннего трения и удельное сцепление cстр (кГ/см2) [2].

Экспериментальные исследования упруго-вязко-пластичных металлов и хрупких металлов и бетона свидетельствуют о минимальном значении угла внутреннего трения у первой и удельного сцепления у второй группы материальных твердых сред, что заставляет обращаться к другим характеристическим механическим параметрам - твердости HB по Бринелю, HM - по Мейеру, HRC - по Роквеллу (шкала C), HV - по Виккерсу.

Известен способ определения механических параметров пористых упруго-вязко-пластичных грунтовых и упруго-эластичных торфяных структурированных материальных сред - тангенциального напряжения сдвига (закон Ш. Кулона-Мора) в предельном состоянии, начального (первого) критического давления:

где γстр - удельный вес (кГ/см3) структурированной среды, предельного давления для грунтовых массивов:

(по Прандтлю-Рейснеру), через механические параметры грунтовой среды - угол внутреннего трения и удельное сцепление cстр (кГ/см2) структурированной среды [3].

Параметры прочности среды - угол и удельное сцепление cстр считают механическими, присущими связным компрессионным сжимаемым (пористым) грунтовым средам. При этом большинство механических параметров фунтовой среды не выражаются через параметры прочности и cстр, кроме критических для фунтов сжимающих давлений и .

Технический результат по способу определения механических параметров нарушенной материальной среды в условиях фиксированного внешнего воздействия заключается в том, что фиксируют температуру T (°C), плотность ρ (кГ/см3), ускорение гравитационного притяжения (g, м/с2) и движение материального тела (α, м/с2), световое излучение и радиоактивность, электрическое и магнитное воздействие, устанавливают требуемый механический параметр материальной среды с учетом влияния физических определяющих параметров внешнего воздействия, определяют угол внутреннего трения , и удельное сцепление cстр (кГ/см2) структурированной (природной) среды достигается тем, что параметры угла внутреннего трения и удельное сцепление cн нарушенной среды определяют в фиксированных условиях внешнего воздействия, используя выражения

а механические параметры материальной среды, используя фиксированные параметры и cн, и cстр в заданных условиях внешнего воздействия.

Пример реализации способа. Грунтовая материальная среда - суглинок характеризуется углом внутреннего трения φстр=33°, удельным сцеплением cстр=0,1678 (кГ/см2) на глубине h=120 см грунтового массива. Определим механические параметры суглинка.

1. Угол внутреннего трения суглинка в нарушенном состоянии на глубине h равен:

2. Удельное сцепление суглинка в нарушенном состоянии:

3. Удельный вес суглинка на глубине h равен:

4. Гравитационное (бытовое) давление на глубине h равно:

5. Коэффициент Пуассона суглинка

а) в массиве на глубине h равен:

б) в стенках отрытой выработки на глубину h равен:

в) в условиях компрессионного сжатия:

6. Начальное (первое) критическое давление под штампом в лабораторном приборе в условиях компрессионного сжатия суглинка:

7. Начальное (первое) критическое давление в массиве в условиях компрессионного сжатия суглинка:

8. Начальное (первое) критическое давление в условиях одноосного сжатия образца суглинка:

9. Начальное (первое) критическое давление под штампом на поверхности полупространства:

10. Начальное (первое) критическое давление под штампом на дне вертикальной выработки:

Предлагаемый способ определения механических параметров материальной среды в условиях фиксированного внешнего воздействия впервые позволяет однозначно характеризовать материальную среду через параметры прочности среды, находящейся в структурированном или нарушенном состоянии.

Источники информации

1. Политехнический словарь / Гл. ред. И.И. Артоболевский. - М.: Советская энциклопедия, 1977. - С. 95 (вязкость), 519 (ударная вязкость).

2. Тейлор Д. Основы механики грунтов / Под общей редакцией Цытовича Н.А. - М.: Гос. изд-во литер-ры по строительству, архитектуре и строит. материалам, 1960. - С. 275-277.

3. Цытович Н.А. Механика грунтов (Краткий курс): Учебник для вузов. - 3-е изд., доп. - М.: Высш. школа, 1979. - С. 41-50, 109-113, 117-131.

Способ определения механических параметров нарушенной материальной среды в условиях фиксированного внешнего воздействия, заключающийся в том, что фиксируют определяющий для исследуемой среды физический параметр внешнего воздействия - температуру Т(°С), плотность ρ (кГ/см3), ускорение гравитационного притяжения (g, м/с2) и движения материального тела (α, м/с2), световое излучение, радиоактивность, электрическое и магнитное воздействие, устанавливают требуемый механический параметр материальной среды с учетом влияния физических определяющих параметров внешнего воздействия, определяют угол внутреннего трения и удельное сцепление cстр (кГ/см2) структурированной (природной) среды, отличающийся тем, что параметры угла внутреннего трения и удельного сцепления cн нарушенной среды определяют в фиксированных условиях внешнего воздействия, используя выражения


а механические параметры материальной среды, используя фиксированные параметры и cн, и cстр в заданных условиях внешнего воздействия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к преобразователям давления, и может быть использовано в различных областях науки и техники, связанных с измерением перепада давления среды.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к преобразователям давления, и может быть использовано в различных областях науки техники, связанных с измерением перепада давления среды.

Заявленная группа изобретений относится к датчикам, которые используются в устройствах для детектирования давления текучих сред (жидкостей и газообразных сред) в различных областях, например в автомобильной промышленности, в бытовых электрических приборах, в области сохранения окружающей среды и общего контроля в гидротермальной санитарии или в области медицины.

Изобретение относится к бесшкальным манометрам. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в приборах измерения давления жидкостей и газов. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и технологии изготовления датчика давления.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления жидких и газообразных средств. Датчик содержит корпус, установленную в нем нано- и микроэлектромеханическую систему (НиМЭМС), состоящую из упругого элемента - мембраны с жестким центром, с периферийным основанием в виде оболочки вращения, образованной на ней гетерогенной структуры из тонких пленок материалов, в которой сформированы контактные площадки, первые радиальные тензорезисторы из одинаковых тензоэлементов, расположенных по одной окружности мембраны, и вторые радиальные тензорезисторы из одинаковых тензоэлементов, расположенных по другой окружности на мембране, соединенные перемычками, включенные в измерительный мост.

Изобретение относится к датчикам давления, используемым для измерения технологической текучей среды и дифференциального давления. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений давления.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к преобразователям давления, предназначенным для использования в различных областях науки и техники, связанных с измерением давления среды в условиях воздействия нестационарной температуры измеряемой среды.

Изобретение относится к преобразователям давления. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения давления за счет уменьшения содержания посторонних молекул, растворенных в газе или жидкости.

Предлагаемое устройство относится к приборостроению и может быть использовано в системах дистанционного сбора информации о давлении в различных отраслях промышленности.

Изобретение относится к вакуумметрии и средствам измерения парциальных давлений газов и предназначено для контроля общего давления, плотности и химического состава газа в контролируемом объеме.

Описаны встраиваемые регуляторы давления. Представленный в качестве примера регулятор давления включает корпус, снабженный резьбой для подключения резьбовым соединением к порту другого регулятора давления.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения давления в гидроприводе или пневмоприводе. Техническим результатом является обеспечение измерения давления в гидроприводе без нарушения целостности трубопровода, а также без нарушения герметичности гидросистемы.

Изобретение относится к способам изготовления датчиков давления и может быть использовано в микро- и наноэлектронике для изготовлении систем для измерения давления окружающей среды.

Изобретение относится к системам мониторинга давления, а конкретнее к системам мониторинга давления с несколькими реле давления в общем корпусе. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей системы мониторинга давления.

Данное изобретение относится к способу определения давления в камере сгорания, в частности в камере двигателя внутреннего сгорания. Заявлен способ определения давления в камере сгорания, в частности в камере двигателя внутреннего сгорания, при этом в нем применяют устройство для определения давления в камере сгорания, которое содержит по меньшей мере один нагревательный стержень (5), по меньшей мере один измерительный элемент (4), по меньшей мере две пружинные мембраны (1, 2) и по меньшей мере один трубчатый корпус (6), при этом указанные пружинные мембраны (1, 2) установлены концентрически вокруг нагревательного стержня (5).

Изобретение относится к автоматическим устройствам регулирования давления газа и может быть использовано в энергетическом машиностроении. Редуктор давления газа содержит корпус, подпружиненный чувствительный элемент в виде мембраны с тарелью и дросселирующий клапан с седлом.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в средствах регистрации колебаний атмосферного давления, генерируемых естественными и искусственными источниками (например, химическими или ядерными взрывами).

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при производстве, диагностировании технического состояния и техническом обслуживании доильных аппаратов.

Изобретение относится к автоматическим устройствам регулирования давления газа и может быть использовано в энергетическом машиностроении. .

Изобретение относится к устройствам пневмоавтоматики для космической техники и может быть использовано в различных областях промышленности для работы со сжатыми газами при необходимости понижения давления газа до заданной величины и автоматического поддержания этого давления в заданных пределах. Задачей технического решения является расширение возможностей регулятора давления, уменьшение габаритов, повышение эффективности работы. Регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным штуцерами и неподвижно установленным седлом, перекрываемым подпружиненным клапаном, чувствительный элемент, нагрузочную пружину, опирающуюся на тарель и размещенную в стакане, регулировочный винт, двуплечий рычаг, ось вращения которого закреплена в корпусе, отличающийся тем, что большое и малое плечи двуплечего рычага расположены по одну сторону от оси вращения, при этом шарик, размещенный в цилиндрическом углублении малого плеча двуплечего рычага, взаимодействует с чувствительным элементом в виде поршня, перемещающегося во втулке из антифрикционного материала, жестко закрепленной в корпусе, а на боковой поверхности чувствительного элемента выполнены канавки с установленными в них эластичными кольцами с фторопластовыми манжетами, при этом на большом плече двуплечего рычага шарнирно установлен шток, взаимодействующий с тарелью, на боковой поверхности которой выполнены проточки с установленными в них фторопластовыми кольцами, контактирующими с кольцевой проставкой из антифрикционного материала, неподвижно закрепленной между корпусом и стаканом. 3 ил.
Наверх