Установка для исследования энергообмена при совместном нагружении образцов материалов

, 14 119) Б 3/08 Е 21 С 39 0 Н 44 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(22) 06.0387 (46) 30.11,88. Бюл. У (75) Е.В.Лодус (53) 620.172(088,8) (56) Авторское свидет 11 1241091 кл. О 01 Б ельство СССР3/10, 1985(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗНЕРГООБМЕНА ПРИ СОВМЕСТНОМ НАГРУЖЕНИИ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к технике испытания образцов материалов преимущественно горных пород. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей установки путем обеспечения работы упругого восстановления совместно деформируемых образцов. В раме размещен нагружающий . механизм, включающий червячное колесо (К), винт, взаимодействующий. с ним, упругий элемент, контактирующий с торцом винта, йнерционный измерительный диск (Д) 14, установленныйсоосно К и кинематически с ним связанный разъемной муфтой, и измеритель 21. Захваты 6, 7 для изгиба образца 10 установлены на поверхностиД 14. Захваты 3, 5 соединены с рамой,а соответствующие им захваты 2, 4 длясжатия образца 8 и растяжения образца 9 выполнены с торцовыми поверхностями, предназначенными для взаимодействия с противоположными концамиобразца 1 О, Вращением винта сжимаютупругий элемент и закручивают К исвязанный с ним Д 14. При этом происходит деформирование образцов 8-10.При достижении заданного уровня на- Ягрузок Д 14 отделяют посредством муфты от К. Под действием упругой энергии, накопленной на образцах 8-10,Д 14 приходит во вращение, параметрыкоторого пропорциональны работе упру. фгого восстановления и фиксируютсяизмерителем 21. 2 ил.Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к установкам для совместного испытания и исследования образцов материа 5 лов, преимущественно горных пород.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей установки путем обеспечения исследования работы упругого восстановления сов местно деформируемых образцов.На фиг.1 показана схема установки для исследования энергообмена при .совместном нагружении образцов материалов; на фиг.2 - то же, вид свер ху.Установка содержит раму 1, три пары захватов 2, 3,. 4, 5 и 6, 7, предназначенных соответственно для сжатия, растяжения и изгиба образцов 20 8-10 и размещенный в раме 1 нагружаю" щий механизм, выполненный в виде червячного колеса 11, винта 12, установленного с возможностью осевого перемещения и взаимодействующего с чер вячным колесом 11, упругого элемента 3 в виде силовой пружины, контактирующего с торцом винта 12, и инерционного измерительного диска 14, установленного соосно червячному ко лесу 11 и кинематически с ним связанного посредством разъемной муфты 5. Захваты 6 и 7 для изгиба образца 10 установлены на поверхности инерционного измерительного диска 14. Из пар для сжатия и растяжения образцов 8 и 9 захваты 3 и 5 соединены с рамой 1, а захваты.2 и 4 выполнены с торцовыми поверхностямим предназначенными для взаимодействия с противополож ными концами изгибаемого образца 10.Разъемная муфта 15 выполнена в виде многогранника 16, проходящего через осевое отверстие в червячном колесе 11 и взаимодействующего с от ветным ему отверстием в диске 14, электромагнитной катушки 7, взаимодействующей с многогранником 16, и пружины 18. Захваты 6 и 7 для изгиба образца 10 выполнены в виде стержней 50 размещенных в отверстиях диска 14 с возможностью утапливания в этих от- . верстиях после выхода из взаимодействия с,образцом 10.Осевые нагрузки на образцах 8 и 9являются одновременно изгибающиминагрузками для концов образца 10 ирегулируются винтами 19 и 20. Регистрация поворотов инерционного диска 14 производится измерителем21. Положение пар захватов 2, 3 и 4,5 относительно образца 10 регулируется винтами 22,Установка работает следующим образом.Вращением винта 12 деформируютсиловую пружину 13 и закручивают червячное колесо 11. Вращение червячного колеса 11 через муфту 15 передается на инерционный измерительный диск4 и приводит к деформированию образца 10 изгибом, образца 8 - сжатием,образца 9 - растяжением. При достижении заданного уровня нагрузок на образцах 8-10 подают ток в цепь электромагнитной катушки 17. В. результатекатушка притягивает многогранник 16муфты 15, являющейся якорем, и,преодолеваясопротивление пружины 18, выводит многогранник 16 из взаимодействия с инерционным диском 14. Под действием упругой энергии, накопленнойна образцах 8-10, диск 14 приходитво вращение, параметры которого регистрируются измерителем 21. В моментвыхода захватов 6 и 7 из контактас образцом 1 О они утапливаются в отверстиях диска 14 и не препятствуютего вращению. Работа упругого восстановления группы образцов определяется по углу поворота диска 14 с учетом его инерционной массы и с учетомтрения в подшипниках качения диска.Трение учитывается тарировкой диска14 при взаимодействии его с тарированной упругой пластиной, устанавливаемой вместо образца 10Захваты2, 4 при тарировках крепятся неподвижно, Следующее измерение работыупругого восстановления этой жегруппы образцов 8-10 проводят приновом уровне нагрузок на них. Постепенным повышением нагрузок при измерениях доводят нагрузки до предельной для одного из образцов. При этойнагрузке деформирование пружины 13винтом 12 осуществляется до разрушения одного иэ образцов, и в моментразрушения на разрушаемый образецпередается упругая энергия остальныхобразцов и упругая энергия системы,накопленная на пружине 13.Захваты 2 и 4 взаимодействуют сконцами образца 10 для его изгиба иимеют зажимы для образцов 8 и 9,Корректор М.Шаро ак раж 847 комитета СССРи открытий ская наб., д,одписное оектная, 4 изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород предназначенных для испытаний на сжатие и растяжение. Измеритель 21 представляет собой датчик угла поворота диска 14.Изобретение позволяет исследовать зависимость работы упругого восстановления группы образцов, нагружаемых различными видами нагрузки, от уровня нагрузки на образцах, от количества 10 повторных нагружений. Определение этих зависимостей для различных комбинаций материалов образцов позволяет более точно оценивать объем работы упругого восстановления больших массивов горных пород, оценивать избыток запасенной энергии и по нему определять характер разрушения элементов массива, Это повышает качество прогно,за горных ударов, позволяет разрабо тать меры по их предотвращению,Формула изобретения, Установка для исследования энерго обмена нри совместном нагружении об- . разцов материалов, содержащая раму, размещенный в ней нагружающий меха 6279/45 Ти ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раувнизм, включающий червячное колесо,винт, установленный с возможностьюосевого перемещения и взаимодействующий с червячным колесом, и упругийэлемент, контактирующий с торцомвинта, и три пары захватов для сжатия, растяжения и изгиба соответствующих образцов, причем в каждой парезахватов для сжатия и растяженияодин из захватов соединен с рамой,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью расширения функциональных -возможностей установки путем обеспечения исследования работы упругоговосстановления совместно деформируемых образцов, она снабжена инерционным измерительным диском, установленным соосно червячному колесу и кинематически с ним связанным посредством разъемной муфты, захваты для изгиба образца установлены на поверхности диска, а вторые захваты из пардля сжатия и растяжения образцов выполнены с торцовыми поверхностями,предназначенными для взаимодействияс противоположными концами изгибаемого образца.