Установка для динамических испытаний образцов материалов

 

Изобретение относится к испытательной технике, к установкам для динамических испытаний образцов материалов , в частности элементов шахтной крепи. Цель изобретения - приближение условий испытаний к реальным путем обеспечения последовательного разрушения группы образцов с увеличи

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, » 1 ъ °(7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4184483/22 "03 (22) 22. 01 . 87 (46) 07. 11. 88. Бюл. У 41 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В.Лодус (53) 620.178.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 542937, кл. G 01 N 3/30, 1975.

„, SU» 14Ùßß А1 (51) 4 С 01 1»1 3/30//Е 21 С 39/00 (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к испытательной технике, к установкам для ди" намических испытаний образцов материалов, в частности элементов шахтной крепи. Цель изобретения — приближение условий испытаний к реальным путем обеспечения последовательного разрушения группы образцов с увеличиI

1436002 вающейся скоростью деформирования.На основании 1 размещены соосно ресивер

2 и нагружающий гидроцилиндр (ГЦ) 3.

Между полостями ресивера 2 и ГЦ 3 установлен отсечной клапан 5. Шток 4 ГЦ

3 соединен с двухсторонней зубчатой рейкой (P) 9. На основании 1 установлен с возможностью вращения вал, на котором с возможностью взаимного поворота установлены соосно две шестерни. Последние соединены соответственно с противоположными сторонами Р 9.

К одной шестерне прикреплен рычаг 13 с захватами 6 для группы образцов.

Расстояния между захватами 6 определяются заданным диапазоном скоростей

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для динамических испытаний образцов материалов, и может быть использовано для исследования энергообмена между нагружающей системой и разрушаемыми элементами при ударном воздействии, например, массивом горных пород и рядом стоек шахтной крепи, Цель. изобретения - приближение условий испытаний к реальным путем обеспечения последовательного разрушения группы образцов с увеличивающейся скоростью деформирования.

На фиг.1 показана схема установки для динамических испытаний образцов материалов, вид спереди; на фиг.2— то же, вид сбоку.

Установка содержит основание 1, соосно установленные на нем ресивер

2 и нагружающий гидроцилиндр 3 со штоком 4, отсечной клапан 5„ размещенный между ресивером 2 и нагружающим 25 гидроцилиндром 3, основные и дополнительные захваты 6 и ударники 7 для образцов 8 испытуемой группы, двухстороннюю зубчатую рейку 9, соединенную со штоком 4 гидроцилиндра 3, две 30 шестерни 10 и 11, установленные соосно на валу 12 с воэможностью взаимного поворота и соединенные с противоположными сторонами зубчатой рейки 9, деформирования, На второй шестерне закреплен рычаг 14 с ударниками 7.

Полость ресивера 2 соединена с источником давления жидкости, При открытии отсечного клапана 5 жидкость под давлением поступает из ресивера

2 в ГЦ 3, шток 4 которого перемещает P 9, Противоположные стороны P 9 вращают шестерни во встречном направлении. Рычаги 13 поворачиваются навстречу друг другу, а ударники 7 поочередно разрушают образцы. Размещенные ближе к оси вала образцы разрушаются первыми и с меньшими скоростями деформирования, чем удаленные.

2 ил. и два рычага 13 и 14, закрепленные соответственно на шестерне 10 посредством втулки 15 и валу !2 и расположенные радиально относительно оси шестерен 10 и !1.

Захваты б закреплены на рычаге 13 на различных расстояниях от оси шестерен 10 и 11, определяемых заданным соотношением скоростей деформирования образцов 8, а ударники 7 закреплены иа рычаге 14 соответственно захватам

6..Шестерня 10 установлена на валу 12 с возможностью вращения относительна вала 12, а шестерня 11:закреплена на валу 12 посредством шпонки 16.

Установка содержит также источник

17 давления жидкости, соединенный с ресивером 2, и приспособление 18 для открытия отсечного клапана 5, Установка работает следующим образом, При закрытом клапане 5 с помощью источника 17 давления жидкости запасают необходимую энергию нагружающей системы, величина которой определяется объемом ресивера 2 и давлением жидкости в нем, Приспособлением !8 открывают отсечной клапан 5, жидкость под давлением поступает из ресивера

2 в рабочую полость гидроцилиндра 3 и перемещает шток 4 вместе с закрепленной на нем двусторонней рейкой 9.

Рейка 9 одной стороной поворачивает з

14360 шестерню 11 и вал 12 вместе с рычагом

l4 и размещенными на нем ударниками

7, а второй стороной рейка 9 повора чивает шестерню 10 с втулкой 15 и

5 рычагом 13 во встречном направлении.

Рычаги 13 и 14 поворачиваются навстречу друг другу, ударники 7 поочередно разрушают образцы 8 так, что первыми разрушаются образцы, расположен- 1О ные вблизи оси вращения шестерен, а последними — образцы, наиболее удаленные от оси вращения. При этом образцы, разрушаемые первыми, деформируются с меньшими скоростями, чем об- 5 разцы, разрушаемые последними, поскольку первые из них перемещаются по меньшим радиусам и имеют меньшие линейные скорости сближения с соответствующими ударниками 7. Осуществляет- 2р ся последовательное разрушение группы образцов 8 с увеличивающейся скоростью деформирования образцов от первого к последнему.

Следующий опыт проводят при новом 25 запасе энергии и при новой скорости ее подвода, что регулируется, соответственно, изменением начального давления жидкости в ресивере 2 и рабочим сечением отсечного клапана 5. При пос-3р тепенном изменении величины запасенной энергии наступает момент, когда . запасенной энергии недостаточно для разрушения группы образцов 8, силовая конструкция становится способной противостоять разрушению. Детально иследуется зависимость числа разрушенных образцов 8 от объема энергии и скорости ее подвода при неполном разрушении группы. Фиксируется остаточная энергия системы по остаточному давлению в ресивере 2 и нагрузка, создаваемая этим давлением на первом из оставшейся неразрушенной группы образце 8, Таким образом, исследуется энергообмен между нагружающей системой и группой несущих элементов при последовательном их разрушении с нарастающей скоростью деформировапия.

Число образцов 8 в группе, их прочностные характеристики подбирают в соответствии с реальной конструкцией, работу которой исследуют. В соответствии с этими данными подбирают начальное давление в ресивере 2. В качестве отсечного клапана 5 при малых скоростях нагружения можно использовать вентиль с регулируемым расходом жидкости, при больших скоростях — клапан взрывного действия.

Изобретение обеспечивает исследование энергообмена между нагружающей системой и разрушаемой конструкцией, при котором разрушаемая конструкция заменяется группой образцов, разрушаемых последовательно при нарастающей скорости деформирования образцов в группе. Этот вид энергообмена воспроизводит энергообмен между массивом горных пород и рядом стоек шахтной крепи, Результаты исследования этого энергообмена позволят более точно определять параметры крепления горных выработок, правильно выбирать конструкции крепи и материалы для их изготовления для специальных условий возможного катастрофического обрушения выработок.

Формула и э о б р е т е н и я установка для динамических испытаний образцов материалов, содержащая основание, установленные на нем ресивер, нагружающий гидроцилиндр со што-, ком и отсечной клапан, размещенный между ресивером и нагружающим гидроцилиндром, захват для образца и ударник, связанный со штоком нагружающего гидроцилиндра, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью приближения условий испытаний к реальным путем обеспечения последовательного разрушения группы образцов с увеличивающейся скоростью деформирования, она снабжена зубчатой рейкой, соединенной со штоком гидроцилиндра дву-.

Э мя шестернями, установленными соосно д на основании с возможностью взаимного поворота и связанными с зубчатой рейкой, двумя рычагами, связанными с шестернями и расположенными радиально относительно осей шестерен, и дополнительными захватами и ударниками по числу образцов в группе, при этом захваты закреплены на одном из рычагов на различных расстояниях от оси шестерни, определяемых заданным соотношением скоростей деформирования образцов, а ударники закреплены на другом рычаге соответственно захватам, 1436002

17

11

72

16

Составитель В.Тальвойш

Редактор Н,Тупица Техред N.Èîðãåíòàë Корректор B,Ðîìàíåíêî

Заказ 5639/42 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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