Стенд для физического моделирования геомеханических процессов

Авторы патента:

G01N3/10 - с помощью пневматических или гидравлических средств (G01N 3/18 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2612198:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" (RU)

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для моделирования физических процессов в нагруженном массиве горных пород на образцах в лабораторных условиях. Стенд содержит корпус для размещения испытуемого образца, размещенные в корпусе штампы для взаимодействия с образцом и механизмы нагружения по числу штампов, соединенные с ними. Стенд снабжен дополнительными механизмами нагружения по числу штампов, соединенными с ними, при этом каждый штамп соединен с двумя механизмами нагружения шарнирно с возможностью линейного перемещения и поворота. Технический результат: расширение объема информации путем обеспечения испытаний как при равномерном, так и при неравномерном и изменяемом в процессе испытаний распределении нагрузки в образце. 2 ил.

Известен прибор для исследования грунта на сдвиг в условиях плоской деформации (авторское свидетельство СССР, №203997, опубл. 01.01.1967), выполнен как стенд для физического моделирования геомеханических процессов. Прибор содержит корпус для размещения испытуемого образца, размещенные в корпусе штамп для взаимодействия с образцом и механизм нагружения, соединенный со штапом.

Недостатком прибора является возможность осуществления испытания только при равномерном нагружении образца по всей его поверхности.

Известно прибор для определения сопротивления грунта сдвигу (авторское свидетельство СССР, №203999, опубл., 1968), выполненный как стенд для физического моделирования геомеханических процессов. Прибор содержит корпус для размещения испытуемого образца, размещенные в корпусе штамп для взаимодействия с образцом, и механизм нагружения, соединенный со штампом.

Недостаток прибора состоит в том, что на нем осуществимы испытания только при равномерном нагружении образца по всей его поверхности.

Известно устройство для испытания грунта на сдвиг (авторское свидетельство СССР №1033634, опубл. 07.08.1983), представляющее собой стенд для физического моделирования геомеханических процессов, содержащий корпус для размещения испытуемого образца, размещенные в корпусе штампы для взаимодействия с образцом, и механизмы нагружения по числу штампов, соединенные с ними.

Устройство имеет ряд штампов, которые перемещаются параллельно друг другу с заданным соотношением скоростей перемещения. Это не позволяет проводить испытания при неравномерном и изменяемом в процессе испытаний распределении нагрузки в образце.

Известно устройство для испытания грунта на сдвиг (авторское свидетельство СССР №1337474, опубл. 15.09.1987), корпус для размещения испытуемого образца, размещенные в корпусе штампы для взаимодействия с образцом и механизмы нагружения по числу штампов, соединенные с ними. Устройство позволяет перемещать штампы с разными скоростями.

Недостаток устройства состоит в том, что штампы перемещаются только параллельно друг другу, и это также не позволяет проводить испытания при неравномерном и изменяемом в процессе испытаний распределении нагрузки в образце.

Известен стенд для физического моделирования геомеханических процессов (патент RU №2367923, опубл. 20.09.2009 г.), принятый за прототип. Стенд содержит корпус для размещения испытуемого образца, размещенные в корпусе штампы для взаимодействия с образцом, и механизмы нагружения по числу штампов, соединенные с ними. Стенд способен перемещать штампы в разных скоростных режимах, повороты штампов в исходном положении или в ходе испытаний не предусмотрены

Недостаток стенда также состоит в том, что повороты штампов в исходном положении или в ходе испытаний не предусмотрены, поэтому на нем неосуществимы испытания как при равномерном, так и при неравномерном и изменяемом в процессе испытаний распределении нагрузки в образце. Это ограничивает объем информации при использовании стенда при физическом моделировании геомеханических процессов.

Техническим результатом является расширение объема информации путем обеспечения испытаний как при равномерном, так и при неравномерном и изменяемом в процессе испытаний распределении нагрузки в образце.

Технический результат достигается тем, что стенд снабжен дополнительными механизмами нагружения по числу штампов, соединенными с ними, при этом каждый штамп соединен с двумя механизмами нагружения шарнирно с возможностью линейного перемещения и поворота.

Стенд для физического моделирования геомеханических процессов поясняется следующими фигурами:

фиг. 1 - схема стенда;

фиг. 2 - схема шарнирного соединения (вид спереди 2а и вид сбоку 2б), где:

1 - корпус;

2 - образец;

3 - штамп;

4 - механизм нагружения;

5 - дополнительный механизм нагружения;

6 - направляющая;

7 - прорезь;

8 - опорная ось.

Стенд для физического моделирования геомеханических процессов содержит корпус 1 для размещения испытуемого образца 2, размещенные в корпусе штампы 3 для взаимодействия с образцом и механизмы 4 нагружения по числу штампов 3, соединенные с ними.

Стенд снабжен дополнительными механизмами 5 нагружения по числу штампов 3, соединенными с ними. Каждый штамп 3 соединен с двумя механизмами 4, 5 нагружения шарнирно с возможностью линейного перемещения и поворота.

Шарнир (фиг. 2 а, б) для соединения штампов 3 с механизмами 4, 5 выполнен, например, в виде направляющей 6 с прорезью 7, в которой размещена опорная ось 8, установленная в нагружающем механизме 4. Нагружающие механизмы 4, 5 могут быть гидравлическими домкратами, соединенными с насосной станцией 9. Управление механизмами является независимым. Количество штампов 3 с парами механизмов 4, 5, а также их расположение на корпусе 1 определяется задачами испытаний.

Стенд работает следующим образом.

Включают насосную станцию 9 и через механизмы нагружения 4, 5 перемещают штампы 3 и нагружают образец 2. Для испытаний при равномерном распределении нагрузки на образце под штампами 3 с помощью механизмов 4,5 ориентируют штампы параллельно поверхности образца 2. Нагружение осуществляют при одинаковом изменении нагрузки на каждой паре механизмов 4, 5. Изменение нагрузки на соседних парах нагружателей может отличаться в зависимости от задачи испытаний. Для испытаний при неравномерном распределении нагрузки под каждым штампом ориентируют штампы 3 в исходном положении под заданными углами к поверхности образца 2. Для изменения эпюры распределения нагрузки в образце 2 под соответствующим штампом 3 в ходе испытаний изменяют соотношение усилий на данный штамп со стороны соответствующих нагружающих механизмов 4, 5, с которыми соединен этот штамп, в результате чего происходят соответствующий повороты штампов.

Предлагаемый стенд обеспечивает проведение испытаний как при равномерном, так и при неравномерном и изменяемом в процессе испытаний распределении нагрузки в образце, что расширяет объем информации при использовании стендов для физического моделирования геомеханических процессов.

Стенд для физического моделирования геомеханических процессов, содержащий корпус для размещения испытуемого образца, размещенные в корпусе штампы для взаимодействия с образцом и механизмы нагружения по числу штампов, соединенные с ними, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными механизмами нагружения по числу штампов, соединенными с ними, при этом каждый штамп соединен с двумя механизмами нагружения шарнирно с возможностью линейного перемещения и поворота.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам определения объема жидкости в емкости (части объема жидкости) с учетом деформации стенок емкости в условиях эксплуатации.

Устройство для определения свойств материала тонкостенных полусферических сегментов // 2611979

Изобретение относится к исследованию механических свойств материалов, а именно к определению технологических параметров процессов (усилий, напряжений, деформаций и перемещений), в том числе и неразрушающим способом.

Стенд для исследования энергообмена в блочных массивах горных пород // 2593519

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

Стенд для исследования энергообмена в блочном массиве горных пород // 2593412

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 в блочном массиве горных пород // 2584262

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.

Устройство циклического нагружения (варианты) // 2582303

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.

Стенд для исследования энергообмена в массиве горных пород // 2581389

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 на образцах горных пород // 2581387

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.

Стабилометр // 2579538

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.

Устройство для испытания грунтов на трехосное сжатие // 2560149

Изобретение относится к строительству, в частности к технике испытания преимущественно крупнообломочных грунтов на трехосное сжатие, и может быть использовано при инженерно-строительных исследованиях.

Способ проверки керамических шаровидных головок для протезов тазобедренного сустава // 2628654

Группа изобретений относится к медицине. Способ проверки прочности конического входа керамических модульных шаровидных головок для протезов тазобедренного сустава, имеющих приемное пространство с конической боковой поверхностью с углом зажимного конуса γ и коническим входом, заключающийся в том, что на участки приемного объема оказывается давление. Радиальное усилие, направленное перпендикулярно к продольной оси шаровидной головки, оказывает воздействие исключительно на область конического входа. Устройство для реализации вышеуказанного способа включает в себя контропору, коническую втулку и пуансон. Все они расположены на одной общей продольной оси. Втулка и пуансон выполнены с возможностью сдвига по продольной оси. Втулка размещается между пуансоном и контропорой. Угол раствора конуса α больше, чем угол раствора зажимного конуса γ подлежащей проверке шаровидной головки. Изобретения обеспечивают готовность всех проверенных шаровидных головок к работе без нанесения ущерба также и под нагрузкой по косой в условиях in vivo. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство для определения механических характеристик материала // 2632632

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к испытанию деталей и конструкций машин, и предназначено для определения прочностных характеристик материала и позволяет ускорить определение механических характеристик (в частности предела выносливости) деталей и элементов машин. Для этого в устройстве, содержащем установленную на основании несущую металлоконструкцию с гидроцилиндром и зажимным устройством для образца, к которому подключен акселерометр, средство создания нагрузки с источником рабочей жидкости, согласно изобретению средство создания нагрузки выполнено в виде дозирующего насоса с импульсной подачей жидкости в систему пресса с подключенным к нему электродвигателем с частотным преобразователем, при этом насос через распределитель жидкости и жесткий трубопровод соединен с рабочей полостью гидроцилиндра, а также снабжен предохранительным клапаном. Технический результат – ускорение определения механических характеристик (в частности предела выносливости) деталей и элементов машин.1 ил.

Устройство для испытаний керамического вкладыша для имплантатов в тазоберденный сустав // 2635183

Изобретение относится к медицине. Устройство для испытания прочности керамического вкладыша имплантатов тазобедренного сустава с приемным устройством и нажимной деталью. В приемном устройстве имеется выемка с областью позиционирования для размещения вкладыша. У выемки на области позиционирования имеется приемный конус. На области позиционирования между приемным устройством и вкладышем размещается кольцевидный пластичный адаптер с конической наружной поверхностью, которая прилегает к приемному конусу, и внутренней поверхностью, которая прилегает к вкладышу. Трение между приемным устройством и адаптером меньше, чем между адаптером и вкладышем. Изобретение обеспечивает возможность универсального применения для всех ацетабулярных имплантатов тазобедренного сустава (монолитных, модульных, заранее соединенных). 7 з.п. ф-лы, 2 ил.