Прибор для испытания образцов на прочность при трехосном сжатии

 

1. ПРИБОР ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ ТРЕХОСНОМ СЖАТИИ, содержащий корпус, размещенные в нем пуансоны для радиального нагружения образца , эластичную оболочку, размгаденную в корпусе и контактирующую с внешнек цилиндрической ловерхностыо этш пуапссжов, а также пуанссмЫДпя осевого нагружения и средства измерения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, пуансоны для осевого нагруження вьщолнены в виде цилиндрической оправки и установлешюго в ней набора ги&ких стержней, а прибор снабжен коль-.цами-катками , установленными на внутренней . цилиндрической псжерхности пуансонов для радиального иагружения и охватывающими гибкие стержни пуансонов для осевого нагружения . 2. Прибор по п. 1,отличающийся тем, что каждое кольцо-каток выполнено из отдельных секций.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

CO414AЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБНИН (3% П1) SU

3fQj 6 01 N 3/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯЛ"ИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕМ ЕЛЬСТВУ (21) 3475195/25-28 (22) 27.07.82 (46) 15.11.83. Бюл. Р 42 (72) Г. Г. Литвинский (71) Коммунарский горно-металлургический институт (53): 620.173.214 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И 728035, кл. G 01 N 3/10, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР ло 286309, кл. 6 01 И 3/08, 1970 (прототип).. (54) (57) 1. ПРИБОР ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

ОБРАЗЦОВ НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ ТРЕХОСНОМ

СЖАТИИ, содержащий корпус, размещенные в нем пуансоны для радиального нагружения образца, эластичную оболочку, размещенную в корпусе и контактирующую с внешней щцпщдрической поверхностью этих пуансонов, а также пуансоны:для осевого нагруження и средства измерения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, пуансоны для осевого натруженна выполнены в виде цилиндрической оправки и установленного в ней набора гибких стержней, а прибор снабжен коль-,цами-катками, установленными на внутренней цилиндрической поверхности пуансонов для радиального нагружения и охватывающими гибкие стержни пуансонов для осевого нагружен ия.

2. Прибор по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс.я тем, что каждое кольцо-каток выполнено нз отдельных секций.

1054724

30

Изобретение относится к технике испытаний материалов на прочность, в частности, к устройствам для испытания образцов горных пород при трехосном сжатии.

Известна установка для испытания твердых тел при трехосном сжатии, содержащая источник давления, гидростатическую камеру с пуансоном для установки образца и привод пуансона (1).

Недостатком установки является размещение образца в жидкой среде; которая при появлении трещин проникает в образец и искажает результаты испытаний.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является прибор для испытания образцов на прочность при трехосном сжатии, содержащий корпус, размещенные в нем пуансоны для радиального нагружения образца, эластичную обо почку, размещенную в корпусе и контактирующую с внешней цилиндрической поверхностью этих пуансонов, а также пуансоны для осевого нагружения и средства измерения.

Пуансоны для осевого нагружения образца вьптолненьг в виде фланцев (21.

Недостатком известного прибора является низкая точность испытаний, обусловленная неравномерностью приложения нагрузки из-за наличия касательных усилий на поверхности контакта образца с пуансонами для осевого и радиального нагружения..

Цель изобретения — повышение точности.

Указанная цель достигается тем, что в приборе для испытания образцов па. прочность при трехосном сжатии, содержащем корпус, размещенные в нем пуансоны для радиального нагружения образца, эластичную оболочку, размещенную в корпусе и контактирующую с внешней цилиндрической поверхностью этих пуансонов, а также пуансоны для осевого нагружения и средства измерения, пуансоны для .осевого нагружения выполнены в виде цилиндрической оправки и установленного в ней набора гибких стержней, а прибор снабжен кольцами-катками, установлениь.ми на внутренней цилиндрической поверхности пуансонов для радиального нагружения и охватывающими гибкие стержни пуансонов для осевого нагружения.

Кроме того, каждое кольцо-каток выполнено из отдельных секций.

На фиг. 1 показан прибор, обтций вид; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. l.

Прибор для испытания образцов на прочность при трехосном сжатии содержит корпус 1, размещенные в нем пуансоны 2 для радиального нагружения образца 3, эластичную оболочку 4, контактирующую с пуансонами 2 и образующую с внутренней поверхностью корпуса 1 гидростатическую камеру 5, два пуансона для осевого нагружеиия, каждый из которых выполнен в виде цилиндрической оправки 6 и установленного в ней набора гибких стержней 7, опирающихся в оправке 6 на эластичную прокладку 8 и мембрану 9, кольца-катки 10, установленные на внутренней цилиндрической поверхности пуансонов 2 и охватывающие гибкие стержни 7, гидромагистраль 11, сообщенную с камерой 5 и средства измерения (не показаны). Каждое из колец-катков 10 выполнено из отдельных секций.

Прибор работает следующим образом.

Образец 3 горной породы помещают в прибор между стержнями 7 и кольцами-катками 10, установленными на внутренней цилиндрической поверхности пуансонов 2. Воздействуя на оправки 6 с помощью пресса (не показан), создают осевую компоненту тензора напряжений 6 . В то же время подают через гидромагистраль 11 в камеру 5 жидкую среду под давлением, которое через эл стичную оболочку, 4, пуансоны 2 и кольца-катки 10 передается на образец 3, задавая требуемую величину остальных компонентов тензора напряжений g > - C>, Управляя осевым нагружением и давлением жидкости, добиваются трехосного сжатия при заданном соотношении напряжений на поверхности образца 3. Под действием нагрузки возникают радиальные и осевые деформации образца 3.

Однако однородность его напряженного состояния не нарушается, поскольку на торцовых поверхностях гибкие стержни 7 передают только нормальную нагрузку, не сдерживая радиальных перемещений породы. На боковой поверхности образца 3 при его осевой деформации касательные напряжения отсутствуют вследствие качения колец-катков 10 ио пуансонам 2. Кроме того, не возникает концентрации напряжений на кольцевых кромках торцов образца 3 благодаря тому, что концы стержней 7 охвачены кольцами-катками 10 и являются продолж.нием цилиндрической поверхности образца 3. Момент разрушения образца фиксируют по началу уменьшения максимальной компоненты <тензора напряжений.

Изобретение позволяет упростить конструкцию и повысить точность определения объем-. ной прочности образцов горных пород за счет создания однородного напряженного состояния в образце в процессе испытаний путем исключения касательных усилий на его торцах и боковой поверхности.

1054724

Составитель В. Тальвойш

Редактор К. Волощук Техред М.Костик Корректор А. Дзятко

Заказ9094/49 Тираж 873 Подписное.

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 / 5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4