Устройство для испытания образцов на растяжение в условиях гидростатического давления

(71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 335573, кл. С 01 Ч 3/08, 1972.2. Пью Х.Л. Механические свойства материалов под высоким давлением. М., "Мир", 1973, с. 23 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ НА РАСТЯЖЕНИЕ В УСЛОВИЯХ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ, содержащее камеру со ступенчатой полостью/ заполненной жидкостью, два поршня, установленные в соответствующих.ступенях полости камеры, два захвата для образца, взаимодействующие с соответствующие поршнями, и средства измерения нагрузки, о т л и ч%а ющ е е с я тем, что, с целью приближения условий испытания к эксплуатационным, оно снабжено пружиной, установленной в большей ступени полости камеры и взаимодействующей с поранем, установленным в этой ступени, втулкой-упором, установленной в полости камеры между торцами пораней, и Винтовым стопором, установленным в малой ступени полости камеры и связанным с дном последней и поршнем, 1 рФ установленным в этой ступени.Изобретение относится к технике испытаний образцов материалов на прочность, в частности к испытанйям образцов горных пород, грунтов и других материалов на растяжение з условиях гидростатического давления. Известно устройство для испытанияобразцов на прочность, содержащеекамеру давления, два поршня одинакового сечения, один из которых неподвижно закреплен в камере, а второй установлен с возможностью осевого перемещения, два захвата для образца, установленные между поршнями, и два источника гидравлическогодавления, соединенное соответственнос системами осевой и боковой нагрузки Г 13.Недостаток данного устройствазаключается в невозможности одновременного изменения осевого и бокового,давлений в процессе испытания, а также в сложности конструкции, обусловленной необходимостью использованиядвух независимых гидравлических систем нагружения,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомуэффекту является устройство для испытания образцов на растяжение в условиях гидростатического давления,содержащее камеру со ступенчатой полостью, заполненной жидкостью,двапоршня, установленные в соответствующих ступенях полости камеры, два захвата для образца, взаимодействующиес соответствующими.поршнями, и средство измерения нагрузки. В процессеиспытания образец подвергается взаимодействию постепенно увеличивающихсяосевой растягивающей и боковой сжима Оющей нагрузок 2 3.Недостаток известного устройствазаключается в отличии условий исцытаний от эксплуатационных, что вызвано отсутствием средств, позволяющих 45производить испытание образца придействии постепенно увеличивающегосяосевого растягивающего усилия и пикообразно изменяющегося бокового давления, т.е. когда осевая растягивающая 50нагрузка постепенно увеличиваетсявплоть до разрушающей, а боковоеусилие сначала увеличивается до некоторого заданного максимума, а затем падает до нуля. 55Цель изобретения - приближениеусловий испытания к эксплуатационным.Указанная цель достигается тем,что устройство для испытания образцов на растяжение в условиях гидростатнческого давления, содержащеекамеру со ступенчатой полостью, заполненной жидкостью, два поршня, установленные в соответствующих ступенях полости камеры, два захвата дляобразца, взаимодействующие с соответ. 65 ствующиюи поршнями, и средства изме-,рения нагрузки, снабжено пружиной,установленной в большей ступени полости камеры и взаимодействующей споршнем, установленным в этой ступени, втулкой-упором, установленной вполости камеры между торцами поршней,и винтовым стопором, установленным вмалой ступени полости камеры и связанным с дном последней и поранем,установленным в этой ступени.,На чертеже показана схема устройства для испытания.образцов на растяжение в условиях гидростатическогодавления.Устройство содержит камеру 1, полость которой заполнена жидкостью иимеет ступени 2 и 3 разных диаметров,.два поршня 4 и 5, установленныесоответственно в ступенях 2 и 3 полости камеры 1, два захвата б и 7 дляобразца 8, взаимодействующие соответственно с поршнями 4 и 5, гидроизоляционную оболочку 9 для образца 8,пружину 10, установленную в большейступени 2 полости камеры 1 и взаимодействующую с поршнем 4, втулку-упор11, установленную в полости камеры1 между торцами поршней 4 и 5, винтовой стбпор 12, который установлен вступени 3 полости камеры 1 и связанс поршнем 5 и дном камеры 1 посредством гайки 13, и средства измерениянагрузки не показаны). В поршне 4выполнен канал 14 для заполнения жидкостью полости камеры 1. Устройстворазмещено между опорными плитами 15пресса не показан ).Устройство работает следующим образом.Включают пресс и начинают сближение его плит 15, в результате чегопоршень 4 поджимает пружину 10 и через втулку-упор 11 перемещает внизпоршень 5. После достижения заданного поджатия пружины 10 полость камеры 1 через канал 14 заполняют рабочей жидкостью, закрывают канал 14 ипродолжают сближение плит 15. Приэтом наряду с продолжающимся сжатием пружины 10 происходит нагружениеобразца 8 постепенно возрастающимбоковым сжимающим давлением жидкости и возрастающим осевым растягивающим усилием за.счет воздействиядавления жидкости на поршень 5,При достижении заданной величиныбокового давления и соответствующего ему осевбго усилия процесс сближения плит 15 прекращают, вращениемгайки 13 стопора 12 закрепляют поршень 5 и с этого момента начинаютвторой этап нагружения образца 8.Для этого начинают уменьшать сжимающее усилие плит 15 пресса. Приэтом эа счет перемещения вверх пораня 4 под действием пружины 10 проис1078272 Составитель Ъ.ТальвойшРедактор Л.Гратилло Техред Л.Иартяшова КорректорО.Билак Заказ 935/35 Тираж 823 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо, Делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 Филиал ППП фПатентф, г.уж 1 ород, ул,Проектная, 4 ходит уменьшение бокового гидростатического давления и дальнейшее увеличение осевого растягивающего усилия, поскольку стопор 12 препятствует перемещению вверх поршня 5. С уменьшением усилия пресса возрастающее осевое растягивающее усилие приводит к разрушению образца 8 при постепенном падении боковой нагрузки,Изменение параметров нагружения может быть получено применением пружин с необходимой жесткостью, в том числе переменной, и изменением степени предварительного поджатия пружины.При испытаниях малопластичных образцов целесообразно для надежной работы устройства на втором этапе нагружения соединять захваты с поршнямн через дополнительные динамометрические пружины,Предлагаемое изобретение позволяет проводить испытание образцов материалов в условиях, реально существующих на практике, упрощает конструкцию и себестоимость устройства.