Установка для циклических испытаний образцов материалов при объемном напряженном состоянии

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) 111 А 1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИХ ИСПБ 1- 1 ОБЬЕМехнике цов горрасшием обес и осеОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССУ 1343290, кл, С 01 Ы 3/32, 1986 5) 4 С 01 М 3 32//Е 21 С 39/00(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ЦИКЛИЧЕСКТАНИЙ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ ПР1436004 ваго нагружения концов образца. В ци-линдрической рабочей камере РК) 1 с открытыми торцами и кольцевым выступом 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, Нап" равляющая для осевого перемещения РК 1 выполнена в виде дополнительной камеры 10 с цилиндрической полостью,диаметр которой соответствует наружнбму диаметру РК 1. Механизм 11 возвратно-поступательного перемещения с двигателем 12 соединен с РК 1. Подпоршневые полости 14, 15 РК 1 эапол-,Изобретение относится к технике иСпытания материалов, в частности к установкам для циклических испытаний на прочность образцов материалов,5 преимущественно горных пород, при объ. емном напряженном состоянии.Цель изобретения " расширеиие технологических возможностей путем обес" печения поочередного обжатия и осе вого нагружения концов образца.На чертеже показана схема установки для циклических испытаний образцов материалов при объемном напряженном состоянии. 5установка содержит цилиндрическую рабочую камеру 1 с кольцевым выступом 2 в полости и открытыми торцами, порш. ни 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 вой поверхности образца 8, закрепленный на кольцевом выступе 2, направляющую для осевого перемещения рабочей камеры 1, выполненную в виде дополнительной.камеры 10 с цилиндричес кой полостью, диаметр которой соответствует наружному диаметру рабочей камеры , и механизм 11 возвратно-посцены газом, а полости 16, 17 камеры10 - жидкостью, При перемещении механизмом 11 РК 1 в направлении полости 17 давление жидкости в последнейсмещает поршень 4 в полость 15. Повышение давления газа в полости 15 приводит к обжатию боковой поверхностичасти образца 8 с проникновением газачерез боковую поверхность в ненагруженную часть образца 8 и осевому нагружению за счет давления газа назахват 6, В конце движения поршень 4дополнительно пригружает образец 8осевым усилием, Поочередное пульсирующее нагружеиие концов образца 8осуществляется при возвратно-поступательном перемещении РК 1. 1 ил,тупательного перемещения с двигателем12, соединенный с рабочей камерой 1.Поршни 3 и 4 подтянуты к соответствующим торцам камеры 1 пружинами 13.Подпоршневые полости 14 и 15 рабочейкамеры 1 заполнены рабочей средой, вкачестве которой может использоватьсягаз, а полости 16 и 17 дополнительнойкамеры 10.заполнены жидкостью,Я зависимости от задач испытанийодин из торцовых захватов, например,захват 5, может быть выполнен открытым с.торца, захват 6 - закрытым сторца, а эластичная оболочка 7 можетбыть размещена только между торцовымзахватом 5 и дополнительным кольцевымзахватом 9,Установка работает следующм образом,Включают двигатель 12 меха:;изма11 возвратно-поступательного перемещения и приводят в движение рабочуюкамеру 1, При перемещении цилиндрарабочей камерыв направлении полости 17 дополнительной камеры 10 вполости 17 создается давление заполняющей ее жидкости, которое приводитк перемещению поршня 4 в полость 15камеры 1, росту давления рабочей среды (газа), заполняющей полость 15,.Давление в полости 15 приводит к обжатию боковых поверхностей образца 8ных пород. 15 Формула и з о б р е т е ни я Установка для циклических испытаний образцов материалов при объемномнапряженном состоянии, содержащая цилиндрическую рабочую камеру с открытыми торцами, установленные в полостикамеры два поршня, торцовые захваты иэластичную оболочку для образца, раэ 25 мещенные в полости камеры между поршнями, направляющую для осевого перемещения камеры и механизм возвратно-по,ступательного перемещения, соединен"ный с камерой, о т л и ч а ю щ а яЗО с я тем, что, с целью расширения технологических воэможностей путем обеспечения поочередного обжатия и осевого нагружения концов образца, онаснабжена дополнительным кольцевым захватом для боковой поверхности образца, в полости рабочей камеры междупоршнями выполнен кольцевой выступ,к которому прикреплен дополнительныйкольцевой захват, а направляющая вы 4 О полнена в виде дополнительной камерыс цилиндрической полостью, диаметркоторой соответствует наружному диаметру рабочей камеры, при этом полости дополнительной камеры заполненыьрабочей средой,Составитель В.ТальвойшТехред М.Моргентал Корректор В,Бутяга Редактор Н.Тупица Тираж 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Заказ 5639/42Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 343 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 посредст. вом смещения захвата 6. При обратном движении рабочей камеры 1 давление в полостях 17 и 15 падает до нуля, а в 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 копов 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 1 О 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 6004сирующей нагрузкой, прикладываемой поочередно к концам обраэца, Этот вид нагружения позволяет исследовать процессы распространения разрушения из нагруженного участка материала в не- нагруженный 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