Установка для исследования энергообмена при разрушении образцов материалов

 

Изобр етение относится к испытательной технике и позволяет расширить технологические возможности исследований путем обеспечения энергообмена при одновременном испытании нескольких образцов (0) при различных видах нагрузки. Для этого нагруженный механизм выполнен в виде гидроцилиндра 20 (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ .СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН

2Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС,Р

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3851814/22-03 (22) 28.01.85 (46) 30.06.86. Бюл. ¹ 24 (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В. Лодус (53) 620.172(088.8) (56) Авторское свидетельство. СССР № 736742, кл. G 01 N 3/08, 1978.

„„Я0„„1241091 А 1

1 (gg 4 G 01 N 3/10 // Е 21 С 39/00 (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ЭНЕРГООБИЕНА ПРИ РАЗРУШЕНИИ ОБРАЗЦОВ

МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к испытательной технике.и позволяет расширить технологические возможности исследований путем. обеспечения энергообмена при одновременном испытании нескольких образцов (0) при различных видах нагрузки. Для этого нагруженный механизм выполнен в виде гидроцилиндра .

1241091

10

15,жесткости.

30 (ГЦ). 2 с винтовой нарезкой на корпусе для взаимо,",ействия с червячными колесами 4 и 5. Поршень 14 ГЦ 2 контактирует с захватом 3 (10) для сжатия

0 12. Второй 3 11 для сжатия связан с рамой 1. На двуплечем рычаге 7 колеса 5 и поверхности колеса 4 размещены 3 19 и 20 сжатия, 3 21 и 22 для растяжения и 3 15 — 17 для изгиба дополнительных О. Объем полости ГЦ 2 регулируется расположенным в ней поршнем 23, взаимодействующим через пружину 24 с заглушкой 6 на.торце

ГЦ 2. Возрастающая х-ка жесткости пружины 24 определяет кривизну х-ки энергопередачи. Для испытаний одного

0 12 на сжатие стойором 9 на раме 1.1

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для изучения энергообмена при разрушении образцов материалов, преимущественно горных пород. ,Цель изобретения — расширение технологических возможностей путем обеспечения энергообмена при одновременном испь тании нескольких образцов при различных видах нагрузки.

На чертеже показана схема установки для исследования энергообмена при разрушении образцов материалов.

Установка содержит раму 1, размещенный в ней нагружающий механизм, включающий гидроцилиндр 2, установленный с возможностью осевого перемещения и имеющий винтовую нарезку . на наружной поверхности корпуса, ис. точник 3 давления, соединенный с полостью гидроцилиндра 2, два червячных колеса 4 и 5, установленных в одной плоскости с ãèäðoöèëèíäðoì 2 и взаимодействующих с винтовой нарезкой корпуса гидроцилиндра 2, заглушку 6, установленную на торце гидроцилиндра 2 и служащую для изменения объема его рабочей полости, двуплечий рычаг 7, закрепленный на колесе 5 винтами 8, позволяющими изменять положение рычага 7, .стопор

9 блокировки вращения колес .4 и 5, установленный на раме 1, и захваты 10 и 11 для сжатия образца 12, установблокируется осевое перемещение корпуса ГЦ .2 и вращение колес 4 и 5. Перемещается лишь поршень 14. Энергообмен происходит между О 12 и нагружающим механизмом. Для нагружения группы О различными видами нагрузок в ГЦ 2 йсточником 3 создается давление.. Поршень 14 выдвигается из корпуса ГЦ 2, что приводит к вращению колес 4 и 5 и перемещению 3 10, 15-17 и 19-22. В зависимости от расположения 3 каждый

0 нагружается изгибающей, растягивающей или сжимающей нагрузкой. В баланс энергии разрушения одного О включаются; упругие элементы всех одновременно нагружаемых О со .своим знаком. 1 з.п. ф-лы., 1 ил .

2 ленные в направляющей втулке 13,причем захват 10 связан с поршнем 14 гидроцилиндра 2, а захват 11 с рамой

1. На колесе 4 установлены захваты

15 и 16, служащие совместно с захватом 17, установленным на раме 1,для изгиба дополнительного образца 18.

На концах рычага ? и раме 1 ужановлены захваты 19, 20 и 21,,22, служащие соответственно для сжатия и растяжения других дополнительных образцов (на чертеже не показаны).

Между заглушкой 6 и поршнем 14 в гидроцилиндре 2 размещен дополнительный поршень 23, соединенный с заглушкой б упругим элементом (пружиной)

24 с возрастающей характеристикой..Установка работает следующим об-.

20 разом.

В зависимости от задач исследований и моделируемой схемы в .испытании участвует один, два или несколъко образцов одновременно. При испытании одного образца изучают энергообмен между нагружающей системой и образцом. При испытании одного образца на сжатие стопором 9 блокируют колесо 5, а вместе с ним колесо 4 от вращения, а корпус гидроцилиндра 2 - от осевого перемещения. Между захватами

10 и 11 размешают испытуемый образец

12. От источника 3 создают давление жидкости в подпоршневой полости порш3 1241091 4 ня 14 В е л р зу ьтате роста давления тов аналогичны описанным испытаниям жидкости происходит смещение поршня на сжатие.

23 и сжатие п гого элемента у ру эл мента 24, а . При изучении энергообмена между также рост осевого сжимающего усилия нагружающей системой и одиночным обна образце 12. При переходе за пре- > разцом, разрушаемым растяжением рае д л прочности образца 12 происходит бота и регулировки установки подоб5 ° его разрушение энергией, запасенной ны таковым при испытании на изгиб сжатой жидкостью и сжатым элементом с той разницей что испыту " б ереход этой запасенной энергии зец размещается между захватами 21 на образец 12 осуществляется по 10 и 22. криволинеинои зависимости, вид кото-. При изучении энергообмена между рой определяется, в основном, харак- двумя нагруженным б и о разцами с участеристикой жесткости упругогб эле- тием энергии нагружающей системы мента 24, а также характеристикой схема закре н б хема закрепления о разцов зависит сжимаемости жидкости (последняя близ- 1 от задачи испытан Т ка к прямолинейной). Объем передавае- нии энергообмена между сжимаемым и мой энергии определяется начальным изгибаемым образцами и нагружающей объемом подпоршневой полости который системой установ б

Э ой установку со ирают по схерегулируется начальным положением ме изображенной н

Э р енной на чертеже. огда

Т заглушки 6 и податливостью упругого при создании давления в полости гидроэлемента 24, которая подбирается до цилиндра 2 происходит одновременное опыта заменой элемента. По извест- нагружение образца 12 сжимающим усилиным количеству подведенной энергии, ем, образца 18 — изгибающим усилием. характеристике ее расхода и необхо- При разрушении одного из образцов, д мой потребляемой энергии материалом25 например образца 12, на него передаобразца определяется избыток энер- ется как описано н

Э са о, энергия, запасенная гии и составляется баланс ее расхода в гидроцилиндре 2 и упругая энергия на другие виды энергии (нагрев, раз- изгиба образца 18, которая реализулет осколков, дробление и т.п.). Из- ется путем поворота по часовой стрелменяя от опыта к опыту объем подво- ке колеса 4 и

30 а и вызванного этим поводимой энергии и кривую ее расхода, ротом смещения корпуса гидроцилиндизучают энергообмен . между нагружаю- ра 2 в направлении захвата 1О. При щеи системой и образцом, разрушаемым разрушении же образца 18 к нему под- сжимающей нагрузкой, водится энергия системы и упругая энергия образца 12 при смещении по шПри изучении энергообмена между 35 р щ ии поршня 14 и корпуса гидроцилиндра 2 в нагружающей системой и одним образ- направлении от захвата 10 и вызванноцом, разрушаемым изгибом, постуПают го этим смещением дополнительного последующим образом. Стопором 9 растор- ворота против часовой стрелки коле- . маживают колесо 5. Вращением корпуса гидроцилиндра 2 вокруг своей оси 40 П

При изучении энергообмена между перемещают его в направлении захвата

10 сжимаемым и растягиваемым образцаМи так, чтобы захваты 10 и 11 вошли работа установки аналогична с той в контакт друг с другом (образец 12 разницей, что образцы устанавливаютотсУтствует). Устанавливают в захваты ся в захваты 10, 11 и 2 1 22..П и

15-17 образец .18, предназначенный 45 изучении энергообмена между двумя, для испытания на изгиб. Включают ис- . сжимаемыми образцами образцы устаточник 3 и создают давление в по по шодпорш . навливают в захваты 10 11 и 19 20 невой полости поршня 14. Последний П и у j °

При изучении энергообмена между расне имеет возможности смещаться в захвата, поэтомУ при захваты 10 и 11 приводят в контакт возникновении давления в подпоршневой. друг с другом, а образцы размещают ется- влево.(по чертежу) и производит полости коРпУс гидРоцилиндРа 2 смеща- между захватами 15 — 17.и 21 22, y ° закручивание колеса 4, чем создает Соотношение между усилиями на сжа. изгибающую нагрузку на образце 18, 55 тие, растяжение, изгиб в широких пре Регулировка н у ировка, накопление и расход делах изменяется перестановками соотзнергии при РазРУшении образца 18 от ветствующих захватов относительно изгиба и анализ получаемых результа-. осей вращения колес 4 и 5.

Составитель В Тальвойш

Техред М Моргентал Корректор Т. Колб

Редактор К, Волощук

Заказ, 3480/37

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

1241091 . d

При изучении энергообмена при на- при одновременном испытании .нескольгружении группы образцов, деформи- ких образцов при различных видах наруемых различными видами нагрузок, грузки, она снабжена двумя червячработа установки отличается только ными колесами, расположенными в

I количеством и местом расположения об- одной плоскости и взаимодействую5 разцов, что определяется задачей ис- щими с корпусом гидроцилиндра, стоследований. В этом случае при раэруше- пором блокировки вращения колес, устании одного из образцов в баланс энер- новленным"на раме и двуплечим рычагом, гии разрушения включаются упругие . закрепленным на одном иэ колес, при энергии всех одновременно нагружае l0 этом корпус гидроцилиндра установлен мых образцов со своим знаком. с воэможностью осевого перемещения и имеет винтовую нарезку на наружной

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я поверхности, а на концах рычага и поверхности второго колеса размещены .1. Установка для исследования 1 дополнительные захваты для сжатия, энергообмена при разрушении образцов растяжения и изгиба дополнительных материалов, содержащая раму, разме- образцов. щенный в ней нагружающий механизм, 2. Установка по п.,1, о т л и ч авключающий гидроцилиндр с Регулируе ю щ а я с я тем, что, с целью обес мым. рабочим объемом, источник давле- 20 печения нелинейной характеристики ния, соединенный с полостью гидро- энергопередачи от нагружающего мехацилиндра ° и захваты для сжатия образ- низма на образцы, она снабжена дополца, связанные .соответственно с порш- нительным поршнем, размещенным в по. нем гидроцилиндра и дамой, о т л и лости гидроцилиндра, и взаимодейстч а ю щ а я с я тем, что, с целью >5 вующим с этим поршнем упругим элеменрасширения технологических возможнос- том с возрастающей характеристикой тей путем обеспечения энергообмена жесткости