Установка для циклических испытаний образцов материалов при объемном напряженном состоянии

 

Изобретение относится к технике материалов, в частности образцов горных пород. Цель изобретения - расширение технол.возможностей путем обеспечения поочередного обжатия и осе

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .РЕСПУБЛИК (19) (11) 4 А1 (51) 4 G 01 N 3 32//Е 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4197493/22-03 (22) 23.02,87 (46) 07.11.88. Бюл. N 41

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (72) E. В. Лодус (53) 620. 178. 3 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1343290, кл, С 01 И 3/32, 1986. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ЦИКЛИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ОБЬЕМ.НОМ НАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ (57) Изобретение относится к технике материалов, в частности образцов горных пород. Цель изобретения — расши" рение технол,возможностей путем обеспечения поочередного обжатия и осе1436004 ваго нагружения концов образца. В ци- линдрической рабочей камере (PK) 1 с открытыми торцами и кольцевым высту« пом 2 по обе стороны последнего установлены поршни 3, 4 и торцовые захваты 5, 6 с эластичной оболочкой 7 для образца 8. На выступе 2 закреплен дополнительный кольцевой захват 9 для боковой поверхности образца 8, Направляющая для осевого перемещения

PK 1 выполнена в виде дополнительной камеры 10 с цилиндрической полостью, ! диаметр которой соответствует наружнбму диаметру PK 1. Механизм 11 возвратно-поступательного перемещения с двигателем 12 соединен с 1 К 1. Подпоршневые полости 14, 15 PK 1 эапол-.

Изобретение относится к технике иСпытания материалов, в частности к установкам для циклических испытаний на прочность образцов материалов, 5 преимущественно горных пород, при объемном напряженном состоянии.

Цель изобретения — расширеиие технологических возможностей путем обеспечения поочередного обжатия и осе- !0 вого нагружения концов образца.

На чертеже показана схема установки для циклических испытаний образцов материалов при объемном напряженном состоянии. l5 установка содержит цилиндрическую рабочую камеру 1 с кольцевым выступом

2 в полости и открытыми торцами, поршни 3 и 4, установленные в полости камеры 1 по разные стороны относительно кольцевого выступа 2, торцовые захваты 5 и 6 и эластичную оболочку 7 для образца 8, размещенные в полости камеры 1 между поршнями 3 и 4, дополнительный кольцевой захват 9 для боко- 25 вой поверхности образца 8, закрепленный на кольцевом выступе 2, направляющую для осевого перемещения рабочей камеры 1, выполненную в виде дополнительной.камеры 10 с цилиндричес- !0 кой полостью, диаметр которой соответствует наружному диаметру рабочей камеры !, и механизм 11 возвратно-пос1 пены газом, а полости 16, 17 камеры

10 — жидкостью. При перемещении механизмом ll РК l в направлении полости 17 давление жидкости в последней смещает поршень 4 в полость 15. Повышение давления rasa в полости 15 приводит к обжатию боковой поверхности части образца 8 с проникновением газа через боковую поверхность в ненагруженную часть образца 8 и осевому нагружению за счет давления rasa на захват 6, В конце движения поршень 4 дополнительно пригружает образец 8 осевым усилием, Поочередное пульсирующее нагружеиие концов образца 8 осуществляется при возвратно-поступательном перемещении PK 1. 1 ил, тупательного перемещения с двигателем

12, соединенный с рабочей камерой 1, Поршни 3 и 4 подтянуты к соответствующим торцам камеры 1 пружинами 13.

Подпоршневые полости 14 и 15 рабочей камеры 1 заполнены рабочей средой, в качестве которой может использоваться газ, а полости 16 и 17 дополнительной камеры 10.заполнены жидкостью.

Б зависимости от задач испытаний один из торцовых захватов, например, захват 5, может быть выполнен открытым с.торца, захват 6 — закрытым с торца, а эластичная оболочка 7 может ( быть размещена только между торцовым захватом 5 и дополнительным кольцевым захва.том 9, Установка работает следующ м образом, Включают двигатель 12 меха---;изма

11 возвратно-поступательного перемещения и приводят в движение рабочую камеру 1. При перемещении цилиндра рабочей камеры в направлении полости 17 дополнительной камеры 10 в полости 17 создается давление заполняющей ее жидкости, которое приводит к перемещению поршня 4 в полость 15 камеры 1, росту давления рабочей среды (rasa), заполняющей полость 15,.

Давление .в полости 15 приводит к обжатию боковых поверхностей образца 8 ных пород, 15

Формула и з о б р е т е ни я

Установка для циклических испытаний образцов материалов при объемном напряженном состоянии, содержащая цилиндрическую рабочую камеру с открытыми торцами, установленные в полости камеры два поршня, торцовые захваты и эластичную оболочку для образца, раэ25 мещенные в полости камеры между поршнями, направляющую для осевого перемещения камеры и механизм вознратно-по,ступательного перемещения, соединенный с камерой, о т л и ч а ю щ а я30 с я тем, что, с целью расширения технологических воэможностей путем обеспечения поочередного обжатия и осевого нагружения концов образца, она снабжена дополнительным кольцевым захватом для боковой поверхности образца, в полости рабочей камеры между поршнями выполнен кольцевой выступ, к которому прикреплен дополнительный кольцевой захват, а направляющая вы4р полнена в виде дополнительной камеры с цилиндрической полостью, диаметр которой соответствует наружному диаметру рабочей камеры, при этом полости дополнительной камеры заполнены ь-15 рабочей средой.

Составитель В.Тальвойш

Техред М.Моргентал Корректор В,Бутяга

Редактор Н.Тупица

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5639/42

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

143 с проникновением газа через боковую поверхность в ненагруженную часть образца 8 и к осевому нагружению образца 8 за.счет давления газа на поверхность захвата 6. В конце движения поршень 4 производит дополнительное осевое пригружение .образца 8 посредством смещения захвата 6. При обратном движении рабочей камеры 1 давление в полостях 17 и 15 падает до нуля, а и полостях 16 и 14 возрастает аналогичным образом и с таким же результатом для конца образца 8, размещенного в полости 14 камеры 1. Отличие состоит в том, что давление газа проникает в образец 8 не через боковую поверхность, а через открытый торец образца

8 в отверстие в захвате 5. Таким образом создается поочередное пульсирующее нагружение ко в он образца 8 с его обжатием и осевым нагружением. В ходе опыта наблюдают за скоростью распространения газа в теле образца

8 при проникновении с боков и с торца, за процессом развития и слияния трещин в образце 8 и за другими особенностями развития разрушения иэ нагруженной в ненагруженную части образца при циклическом неравномерном нагружении.

Осевую нагрузку и боковую нагрузку регулируют изменением уровней заполнения полостей 16 и 17 камеры 10 перед опытом: с уменьшением уровня заполнения полостей 16 и 17 снижается осевая нагрузка, с уменьшением начального давления газа в полостях 14 и 15 уменьшается уровень боковой нагрузки. Частота циклов регулируется двигателем 12.

Изобретение. обеспечивает проведение испытаний образцов материалов при новом виде прикладываемых нагрузок— при неравномерном трехосном сжатии пул

6004 сирующей нагрузкой, прикладынаемой поочередно к концам обраэца. Этот нид нагружения поэноляет исследовать про5 цессы распространения разрушения из нагруженного участка материала в ненагруженный при пульсирующем нагружении, процессы слияния трещин разрушения, процессы образования фильтрующих пор и трещин при циклическом нагружении. Исследование этих процессов имеет большое научное и практическое значение особенно для выбросоопасных гор