Устройство для моделирования напряженного состояния твердых материалов

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 39/0.0 Ш Е ИЗОБРЕТЕНИЯ8 ИДЕТЕЛЬСТВУ ОН ВТОРСКОМ,Ф СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГГИЙ(71 ) Стахановский филиал Комиунарского горно-металлургического института(56 ) 1. Ренжиглов Н,Ф. Исследованиереологических свойств влажных горныхпород применительно к решению задачгорного давления, Автореф.дис.насоиск,учен;степени канд. техн. наук,ИГД им.А.А. Скочинского, 1967.2. Тетельбаум И.М., Тетельбаум Я.И. Модели прямой .аналогии,М., 1979, с.150(прототип),(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЧ МОДЕЛИРОВАНИЯНАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее электрическуюлинию, в которую включены элементы,моделирующие вязкие, упругие и пластические свойства твердых материалов,и источники питания, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности иэмерений, оно выполнено в виде электрической цепи,составленной иэ электрических линий, включенных по схеме треугольника, а источники витания подключены к. его вершинам.1059160 5 10 15 20 ИИП 1 ПИ Заказ 9777 33 Ти аж 603 Подписное Ьнлиал ППП"Патент", г,ужгород,ул,Проектная,Г Изобретение относится к горномуделу и предназначено для исследования напряженного состояния горныхпород, грунтов и других твердыхматериалов в условиях объемногонагружения.Известно устройство для модели"рования напряженного состояния твердых материалов, содержащее элементы, моделирующие вязкие, упругиеи пластические свойства твердыхматериалов Ц .Недостатком данного устройстваявляется то, что оно не позволяетисследовать напряженное состояниетвердых материалов в услозиях объемного нагружения.Известно устройство для моделирования напряженного состояния твердых материалов, содержащее. электрическую линию, в которую включеныэлементы, моделирующие вязкие, упругие и пластические свойства твердыхматериалов, и источники питания 2 .Недостаток данного устройства заключается в том, что оно не обеспечивает необходимой точности измерений, так как не позволяет учестьобъемный характер напряженного состояния твердых тел.Целью изобретения является повышение точности измерений,Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для моделирования напрякенного состояния твердыхматериалов, содержащее электрическую,линию, в которую включены элементы,моделирующие вязкие, упругие и пластические свойства твердых материа лов, и источники питания, выполненов виде электрической цепи, состав-ленной из электрических линий, включенных по схеме треугольника, а источникипитания подключены к его вершинам.На чертеже представлена схемапредлагаемого устройства.Устройство для моделирования,сложного напряженного состояниятвердых материалов содеркит электрические линии М ,и Е , соединенные в треугольник 1, к вершинамкоторого 2 подключены источники 3питания. Каждая из электрическихлиний содержит емкости 4 и , атакже сопротивлений б и.7, моделирующие упругйе и вязкие свойства исследуемого материала.С целью моделирования изотропнойили анизотропной среды электрическиелинии х , ч , . могут быть однотипными или раэнотипными. Схема,представленная на чертеже моделируетсреду Бюргерса.С целью моделирования горних мас-,сивов и других сложно построенных материалов и тел элементарные треУгольники могут быть объединены в системы треугольников как плоские, так и объемные.Устройство работает следующим образом.На вершины треугольников 1 подают электрические потенциалы заданной величины и Формы. При одинаковых потенциалах считается, что устройство нагружается по трем взаимно перпендикулярным осям одинаковыми по величине напряжениями. При этом замеряют токи, протекающие по отдельным плечам треугольника, в зависймости от времени, Проинтегрировав кривые токов, получают величину заряда (деформаций) по отдельным осям.Символами Е к,, Е обозначены деформации в направлении трех глав" ных осей Напряжение бвызывает от носитель-ную продольную деформацию сжатияЗО. по оси Х и поперечные деФормациирастяжения - по осями Е: ЕиЕ;Напряжениеб вызывает деформацйи:по оси М - поперечную Г по осиуЦх,продольную Е по оси Е - поперечнуюк135 Е, Аналогично напряжение 6 2 вызывает деформации: по оси х - поперечнуюЕф,по оси- поперечную Епо оси К - продольную Е"Таким образом, образец аргиллита40 при всестороннем сжатии по осямиоказался сжатым, а по оси- рас"тянутым, причем сумма деформаций .сжатия равна деформации растяжения.Кроме того, подтверждены ранее полу -45 чеиные данные о том, что в случаевсестороннего равномерного сжатияизотропной среды деформации происходят без изменения объема,Данное устройство для моделиро 50 вания слакиого напряженного состояния твердых материалов позволяетполучить полную картину поведениятвердых материалов во всем диапазоне скоростей приложения нагрузки,что не достижимо на других устрой"ствах. Предлагаемое устройство, поз"воляя решить более сложные задачи,в то же время в 10-20 раз дешевле по сравнению с известными техническими устройствами. Примерно во стопь- ЬО ко же раз сокращается и время,необходимое для проведения измерений.