Центробежная установка для испытания образцов материалов

-0 их возможно пере печен енени юл. В 22 научно-и н формации об делов ИИН с а 7. Устано ртикально ризонтально ановлены по едовательаники рнои геоо дела во ССС свидетельст С 01 И 3/08 АЯ УСТАНОВ В ИАТЕ-ИАЛО е относитсяпреимущес испытания н горных поро лировочныи ы (Э) 11. 3 соединенй харак.ерисющий механиз 1984. КА ДЛЯ ИСВк испыта твенно к а прочд. Цел: подвижныххватами 5, 6 СУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзныйский институт ги маркшейдерско(57) Изобретенительной техникеустановкам дляность образцов расширение технологичес тей установки путем обе менной интенсивности из -рузки (ИИН) с ростом д разца 7 и.расширение пр ростом деформации образ ка содержит корпус 1, в установленный вал 2 с г платформой 3, На ней ус оси вращения вала 2 рег винт 9 и опорные элемен С винтом 9 и платформой упругий Э 13 с перемени тикой жесткости. Нагруж установки включает пару грузов 8, связанных с з13 посредством тяг 12 в виде образующих четырехэвенник рычагов, соединенных с Э 10, 11 и грузами 8. Причем Э 10 соединен с валом 2 и захватом 5 образца, а через Э 11.проходит винт 9, на торце которого закреплен захват 6 образца. При включении привода 4 вал 2 с платформой 3, четырехзвенник из тяг 12 с Э 10, 11 и грузы 8 начинают вращаться. Образец 7 нагружается, и с ростом его деформаций Э 10 17313а 11 сближаются. Радиус вращения грузов 8 возрастает. Растет нагрузка на образец 7 и деформирование его с переменной ИИН, Фиксируется распределение энергии разрушения образца 7. Меняя длину диагонали между Э 9, 10, проводят опыт с увеличенной ИИН,Часть нагрузки переходит на Э 13. Приопределении ИИН используются различные участки его характеристики жесткости. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.1Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для испытания на прочность образцов материалов, преимущественно горных пород. 5Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем обеспечения переменной интенсивности изменения нагрузки с ростом деформации образца, а также расширение пределов изменения интенсивности нагрузки с ростом деформации образца.На чертеже показана центробежная установка для испытания образцов материалов.Установка содержит корпус 1, установленный на нем вертикально вал 2 с горизонтальной платформой 3, привод 4 вращения вала 2, захваты 5 и 6 для крепления испытуемого образца 7, нагружающий механизм, включающий пару грузов 8, установленных с возможностью перемещения под действием центробежной силы, регулировочный винт 9, опорные элементы 10 и 11, ус 25 тановленные по оси вращения вала 2, и тяги 12, выполненные в виде образующих четырехзвенник рычагов, соединенных с опорными элементами 10 и 11 и грузами 8. Опорный элемент 10 соединен с валом 2 и захватом 5, а через опорный элемент 11 проходит взаимодействующий с ним регулировочный винт 9, на торце которого закреплен захват 6. Упругий элемент 13 с 35 переменной характеристикой жесткости соединен одним концои с регулировочным винтом 9 через гайку 14, вторым. концом - с платформой 3 с помощью 2направляющей рамы 15. Вращение винта 9 в резьбовом соединении с опорным элементом 11 осуществляется приспособлением 16.Установка работает следующим образом.Включают привод 4 и приводят во вращение вал 2 с платформой 3. Вместе с валом 2 вращается рама 15 и четырехзвенник из тяг 12 с опорными элементами 10, 11 и грузами 8. Под действием центробежных сил, возникающих от вращения грузов 8, четырехзвенник стремится уменьшить свою вертикальную диагональ и нагружает через захваты 5 и 6 образец 7 осевой сжимающей нагрузкой. С ростом скорости вращения вала 2 возрастает усилие на испытуемом образце 7, С ростом продольньи деформаций образца 7, величина которых становится значительной после достижения предела прочности или предела длительной прочности в опытах на ползучесть, опорный элемент 11 сближается с опорным элементом 10 и радиус вращения грузов 8 возрастает. Это приводит к возрастанию нагрузки на образце 7 без изменения. скорости вращения вала 2 или к изменению скорости роста нагрузки при постепенном росте скорости вращения вала 2, С уменьшением длины образца 7 на единицу длины на начальном этапе разрушения получают большее приращение радиуса вращения грузов 8 и нагрузки на образце 7, чем при таком же уменьшении длины образца 7 на конечном этапе разрушения. Деформирование идет с переменной ин 131731тенсивностью изменения нагрузки с ростом деформаций образца 7, т.е. с уменьшающимся притоком энергии от нагружающей системы. Фиксируется распределение энергии разрушения, харак тер разрушения образца 7. Приступают к следующему опыту с таким же образцом, разрушение которого проводится при иной интенсивности изменениянагрузки с ростом деформаций образца. 10 Для этого перед началом второго опыта вращают приспособление 16 и перемещают опорный элемент 11 вдоль винта 9. При этом изменяется соотношение начальных длин диагоналей четы рехзвенника, Если начальная длина диагонали между элементами 10 и 11 увеличивается, то опыт проходит с увеличенной интенсивностью изменения нагрузки и наоборот при уменьшении на чальной длины этой диагонали, в которой расположены захваты 5 и 6 получают уменьшение интенсивности изменения нагрузки при таком же росте деформаций образца 7. Из серии эксперимен тов с одинаковыми образцами при различных начальных величинах диагоналей четырехзвенника получают зависимости характера разрушения, энергоемкости разрушения и полного баланса энергии 30 разрушения от интенсивности изменения нагрузки с ростом деформаций образца на заключительной стадии деформирования,35При использовании упругого элемента 13 часть нагрузки, развиваемой центробежными грузами 8 при росте деформаций образца 7, переходит на упругий элемент 13. Это уменьшает долю 40 нагрузки, передаваемой на образец 7, а интенсивность изменения нагрузки определяется характеристикой жесткости упругого элемента 13 и начальным положением диагоналей четырехзвенни ка. В зависимости от степени поджатия упругого элемента 13 к моменту создания нагрузки на образце 7 используются различные криволинейные участки его характеристики жесткости. Этот 50 выбор участка характеристики осуществляется регулировочной гайкой 14, При использовании наиболее жесткой части 3 4характеристики упругого элемента 13 и при минимальной начальной длине вертикальной диагонали четырехзвенника из тяг 12 получают минимальное изменение нагрузки на единицу деформации образца 7, минимальный приток энергии к образцу, что расширяет пределы изменения интенсивности нагрузки с изменением деформации образца. Таким образом, установка позволяет обеспечить бурный приток энергии на начальных стадиях разрушения и замедление притока энергии на конечных стадиях в соответствии с множеством реальных схем разрушения горншх пород в натуре,Формула изобретения1. Центробежная установка для испытания образцов материалов, содержащая корпус, вертикально установленный вал с горизонтальной платформой, привод вращения вала, захваты для образца, нагружающий механизм, включающий пару грузов, установленных с воэможностью перемещения под действием центробежной силы, и тяги, связывающие грузы с захватами, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения переменной интенсивности изменения нагрузки с ростом деформации образца, она снабжена регулировочным винтом и опорными элементами, установленными на платформе по оси вращения вала, тяги выполнены в виде образующих четырехзвенник рычагов, соединенных с опорными элементами и грузами, при этом один из опорных элементов соединен с валом и одним из захватов, а через другой опорный элемент проходит регулировочный винт, на торце которого закреплен другой захват.2. Установка по п, 1, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения пределов изменения интенсивности нагрузки с ростом деформации образца, она снабжена упругим элементом с переменной характеристикой жесткости, соединенным с регулировочным винтом и платформой.