Устройство для динамических испытаний

ТСНИХ ИЧЕСИ ОЮЭ ОЦИА РЕСПУ 80108 8 ЬР С 01 И 3 3 сНИЯ(3 К ния и денно овааниСКИ нкальгидсвысоржаОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕЧИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный ордена ТрудовогКрасного Знамени научно-исследотельский институт горной геомехки и маркшейдерского дела(56) 1. Авторское свидетельствоР 276476, кл. .; 01 и 3/36, 19662. Авторское свидетельство СР 736742, кл. 0 01 И 3/08, 1978(54)(57) устгойство для дииАмичИСПЫТАНИЙ, содержащее основаниерасположенную на основании вертную раму, закрепленный. на рамероцилиндр, служащий для нагружеиспытуемого обраэца, сообщенныйполостью гидроцилиндра источниккого давления н фиксатор для уде лунжера гидроцилиндра во вэвем положении, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью приближения условий испытаний к натурным, оно снабжено коническими пружинами и упорами, закрепленными на боковых стоЯках рамы. верхняя траверса рамы имеет отверстия для прохода в них боковых стоек и установлена с возможностью перемещения по боковым стойкам, а конические пружины расположены между упорами и внешней поверхностью верхней траверсы, корпус гидроцилиндра закреплен на внутренней стороне верхней траверсы,а фиксатор выполнен в виде расположенной иа нижес ней траверсе рамы, втулки, установлен- э ного на втулке разрезного кольца и закрепленного на конце плунжера гидроцилиндра уд;.рника в виде усеченного конуса;расположенного внутри разрезного кольца.Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для динамических испытаний.Известно устройство для динамических испытаний, содержащее основание,закрепленный на основании пневмоцилиндр, служащий для нагружения испытуемого образца, сообщенный с полостью пневмоцилиндра источник высокого давления и фиксатор для удержания плунжера пневмоцилиндра во вэве- )Оденном положении, выполненный в виде отсечного клапана ). 17.Недостатком данного устройстваявляется невожможцость воспроизведения зависимости напряжение-деформация после потери несущей способности образца из-за значительных перемещений при больших скоростях плунжера пневмоцилиндра,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для динамических испытаний, содержащее основание, расположенную на основании вертикальнуюраму, закрепленный на раме гидроцилиндр, служащий для нагружения испытуемого образца, сообщенный с полостью гидроцилиндра источник высокого давления и фиксатор для удержания плунжера гидроцилиндра во взведенном положении. Верхняя траверсарамы жестко закреплена на боковыхстойках рамы, а фиксатор ныполнен ввиде быстродействующего клапана 2 .Однако в известном устройстве недостаточная приближенность условийиспытаний к натурным за счет невозможности воспроизведения нелинейнойзависимости напряжение-деФормацияпосле потери несущей способности образца, так как нагрузка при расширении жидкости изменяется линейно приросте деформации образца,Цель изобретения - приближениеусловий испытаний к натурным.Поставленная цель достигается тем,45что устройство для динамических испытаний, содержащее основание, расположенную на основании вертикальнуюраму, закрепленный на раме гидроцилиндр, служащий для нагружения испытуемого образца, сообщенный с полостью гидроцилиндра источник высокого давления и фиксатор для удержания плунжера гидроцилиндра во взведенном положении, снабжено коническими пружинами и упорами, закрепленными на боковых стойках рамы,нерхняя траверса рамы имеет отверстия дня прохода в них боковых стоеки установлена с возможностью перемещения по боковым стойкам, а конические пружины расположены между упорами и ннешней поверхностью верхнейтранерсы, корпус нидроцилиндра закреплен ца внутренней стороне верхнейтраверсы, а фиксатор выполнен н ни де расположенной на нижцей траверсе рамы втулки, устг нонлецного цавтулке разрезного кольца и закрепленного на конце плунжера гидроцилиндра ударника в виде усеченного конуса, расположенного внутри разрезного кольца.Приближение условий испытаний кнатурным достигается эа счет воспроизведения нелинейной зависимостинапряжение-деформация после потеринесущей способности образца путемиспользования конических пружин.На фиг. 1 изображено устройство,общий вид; на фиг. 2 - сечение Л-Лна фиг, 1.Устройство содержит вертикальнуюраму, выполненную н виде верхнейтранерсы 1, боковых стоек 2 и нижней траверсы 3, расположенный наосновании (не покаэацо ), гидроцилиндр в виде корпуса 4, плуцжера 5,служащего для нагружения испытуемого образца 6, источник 7 высокогодавления, сообщенный с полостью 8гидроцилиндра, конические пружины 9,упоры 10, закрепленные на боковыхстойках 2 рамы, фиксатор для удержания плунжера 5 гидроцилиндра вовзведенном положении, выполненныйв виде расположенной ца нижней траверсе 3 втулки 11, установленногона втулке 11 разрезного кольца 12 изакрепленного на конце плунжера 5ударника 13 в виде усеченного конуса,расположенного внутри разрезногокольца 12. Конические пружины 9 расположены между упорами 10 и внешнейповерхностью верхней транерсы 1 рамы; верхняя траверса 1 имеет отверстия це показаны) для боковых стоек 2 и установлена с возможностьюперемещения по нити, корпус 4 гидроцилиндра закреплен на внутреннейстороне верхней траверсы 1,Устройство работает следующимобразом.Если характер диаграммы напряжение-деформация материала испытываемого образца б при статическом режиме нагружения неизвестен, необходимо выбрать рабочие параметры устроиства, т.е. нужно установить суммарную характеристику жесткости устройства, необходимую для испытанияданного вида материала в динамическом режиме нагружеция, исхоля из выбора рабочей характеристики жесткости конических пружин 9 и линейнойхарактеристики жесткости гидроцилиндра, первая из которых будет зависеть от степени предварительногоподжатия конических пружин 9, авторая - от объема полости 8. Степень поджатия конических прухиц 9и объем полости 8 определяют по результатам статических испытании,для чего убирают концч скис цружиЗаказ 2925/41 Тираж 823 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 ны 9 со стоек 2, а упорами 10 фиксируют в неподьижном состоянии верхнюю траверсу 1. Одну иэ коническихпружин 9 помешают на место втулки 11,а разрезное кольцо 12 заменяютсплошным, Производят ряд пробных испытаний образцов 6, увеличением илиуменьшением объема полости 8 добиваясь такого разрушения, при которомне происходит разлет осколков образца 6. Достигнув этого, фиксируют 10степень предварительного сжатия конических пружин 9, затем пружины 9устанавливают на стойки 2 рамы иупорами 10 задают степень предварительного поджатия. Объем полости 8 15гидроцилиндра, полученный иэ предварительных опы:ов, также фиксируют.Образец 6 помещают в пространствовнутри втулки 11, на которую уклады"вают разрезное кольцо 12, в котороевставляют ударник 3. Подают жидкостьиз источника 7 в полость 8 гидроцилиндра. При определенном давленииударник 13 перемещается относительно разрезного кольца 12 до момента,когда ударник 13 проскакивает сквозьразрезное кольцо 12 и производит динамическое кагружение образца 6.Перед нагружением зазор между образцом 6 и ударником 13 устанавливаютравным пути, проходящему ударником13 до срабатывания Фиксатора, когдаударник 13 проскальзывает сквозь разрезное кольцо 12,Если заранее известна диаграмма напряжение-деформация испытываемых образцов 6, то, изменяя объем полости 8 гидроцилиндра, а значит меняя линейную часть характеристики жесткости устройства и степень поджатия конических пружин 9, можно получить суммарную характеристику жесткости, которая совпадает с нелинейной характеристикой напряжение- деформация после потери несущей способности образца 6. Найденные таким образом объем полости 8 гидро" цилиндра и степень поджатия пружин 9 используют при испытаниях в динами" ческом режиме, Скорость нагружения образца 6 может быть изменена изменением толщины разрезного кольца 12, так как при этом, для того, чтобы сработал фиксатор, т.е, ударник 13 проскочил сквозь кольцо 12, необходимо создать большее давление в гидро- цилиндре ибо на деформацию кольца 12 нужно большее усилие. Увеличение давления ведет к увеличению скорости движения плунжера 5, а следовательно, и ударника 13 после срабатывания Фиксатора. Предлагаемое устройство позволяет испытывать большой класс горных пород и строительных материалов, имеющих нелинейную зависимость напряжение-деформация, после потери несущей способности испытуемого образца,