Установка для испытания образцов при плоском напряженном состоянии

) 4 ТЕНИЯ 4200636/22-0327,02.8730.12.88, Бюл. УЕ.В,Лодус620.178(088.8)Авторское свидетел1424, кл. 6 01 НУСТАНОВКА ДЛЯ ИСПИПРИ ПЛОСКОМ НАПРЯЖЕ(21) (22) (46) (75) (53) (56) 9 12 ство СССР08, 984.АНИЯ ОБРАЗНОМ СОСТОЯЦОВ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ НИИ(57) Изобретение относится к техникеиспытаний материалов . Цель изобретения - расширение технологическихвозможностей установки путем обеспечения перемещения нагруженного образца. В опорной раме 1 установки размещены бо 1 овые захваты 2, 3 для образца 4. В захвате 2 выполнена емкостьдля контробразца (КО) 5. Дпя перемещения образца 4 относительно поверхности КО 5 торцовые захваты 6, 7 образца 4 соединены со штоками 10, 11гидроцилиндров (ГЦ) 8, 9. Ударныескорости перемещения обеспечиваютсяиспользованием платформы 18 для захвата 2 и упоров 19, 20, Для боковогонагружения образца 4 перпендикулярнонаправлению перемещения на штоках 10,11 закреплен ГЦ 12, Для неравномерного бокового обжатия образца 4 параллельно ГЦ 12 установлены дополнительные ГЦ 21, 22. Захват 3 выполненв виде различных по площади и связанных со штоками ГЦ 12, 21, 22 площадок 23. Полости ГЦ 8, 9, 12, 21, 22соединены с источником 14 давления.В статическом режиме упоры 19, 20фиксируют положение платформы 18. Отисточника 14 создают давление в ГЦ12, 21, 22 и прижимают через площадки 23 образец 4 к КО 5, Создавая попеременно давление в ГЦ 8 и 9, фиксируют усилие перемещения образца 4 поповерхности КО 5. При постоянном давлении в ГЦ 8 или 9 снижают давлениев ГЦ 12, 21, 22, оценивая подвижкипри разгрузке обжатия. В ударном режиме платформа 18 движется вместе соштоками 10, 11 до момента контакта супором 20. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.ЖИзобретение относится к технике испытаний материалов, к установкам для испытания образцов горных пород и других материалов при плоском напряженном состоянии,Цель изобретения - расширение технологических возможностей установкипутем обеспечения перемещения нагруженного образца при различных режимах щ изменения усилий и перемещений, проведение испытаний при ударных скорос-. тях перемеп 1 ения нагруженного образца,испытания при неравномерном боковом обжатии образца.На чертеже показана схема установки для испытания образцов при плоском напряженном состоянии . 15 Установка содержит опорную раму размещенные в ней боковые захваты 2 20 и 3 для образца 4, причем в захвате 2 выполнена емкость для контробраэца 5 торцовые захваты 6 и 7 для образца 4, механизм перемещения, выполненный в виде двух соосно закрепленных 5 в раме 1 гидроцилиндров 8 и 9, штоки 10 и 11 которых соединены с торцовыми захватами 6 и , механизм нагружения, выполненный в виде гидроцилиндра 12, корпус которого закреплен на щ штоках 1 О и 11, а шток 13 расположен перпендикулярно штокам 10 и 11 и сое" динен с боковым захватом 3, и источник 14 давления, соединенный посредством вентилей 15-17 с рабочими полостями гидроцилиндров 8, 9, 12.35Установка содержит также платформу 18, установленную на раме 1 с возможностью перемещения вдоль оси штоков 10 и 11 и соединенную с боковым 40 захватом 2, и ограничители 19 и 20 перемещения платформы 18.При необходимости неравномерного бокового обжатия образца 4, механизм нагружения включает дополнительные 45 гидроцилиндры 21 и 22 по числу участков нагружения, установленные параллельно гидроцилиндру 12, а боковой захват 3 выполнен в виде соединенных со штоками гндроцилиндров 12 2 1 22ф ф 50 площадок 23, площади рабочих поверхностей которых подобраны в соответствии с заданными распределением боковой нагрузки.Установка работает следующим образом.55Для испытаний в статическом режиме перемещений ограничителями 19 и 20 фиксируют положение платформы 18,Через вентиль 16 подают давление в рабочие полости гидроцилиндров 12, 21, 22 и нагружают образец 4 неравномерно распределенной по поверхности боковой нагрузкой. Через вентиль 15 подают давление в рабочую полостьгидроцилиндра 8 и путем смещения торцового захвата 6 смещают образец 4относительно контробразца 5, фиксируя рабочее давление в момент началасдвига и изменение давления по мересмещения образца 4 относительно;контробразца 5.Затем через вентиль 17 подают давление в рабочую полость гидроцилиндра 9 и производят обратное смещение .образца 4 относительно контробразца 5 при том же или ином давлении обжа" тия. За полученную разность в характере изменения усилия сдвига ответственность несет факт перемещения пообломкам разрушения на контактах, обраэовавшихся после первого перемещения еПеремещения образца 4 могут повторяться многократно при различных усилиях обжатия и с различными скоростями перемещения, в пределах статических скоростей. Следующие опытыпроводят так, что сначала задают избыточное давление обжатия. Затем создают постоянное давление в одном из цилиндров 8 или 9, в зависимости от расположения образца 4 на контробразце 5. После этого постепенно сбрасывают нагрузку обжатия и определяют момент начала сдвига, Этим исследуются подвижки в массиве при разгрузке последнего от опорного давления.1Следующие опыты проводят при пропорциональном изменении усилия обжа" тия и сдвигающего усилия. Для этого через вентили 15 и 16 гидравлически соединяют полости гидроцилиндров 8 и 12, 21, 22, Затем подают давление в полости всех гидроцилиндров . После этого вентиль 17 открывают на регулируемый слив, а в остальные гидро- цилиндры подают возрастающее давление. Разность давлений в гидроцилиндрах 8 и 9 приводит к перемещению штоков 1 О и 11 и к сдвигу образца 4 относительно контробразца 5 при пропорциональном изменении усилий сдвига и обжатия в соотношении, заданном соотношениями рабочих сечений гидроцилиндров 8 и 12, 21, 22.1448239 ВНИИПИ Заказ 6840/48 Тираж 847 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Для испытаний в ударном режиме перемещений образца 4 ограничители 19 и 20 устанавливают в положение, допускающее перемещение платформы 18 (см. чертеж), Через вентиль 16 обжимают образец 4Накапливают давление в источнике 4 и открывают вентиль 15. При перемещении штока 1 О платформа 18 разгоняется и тормозится при 10 контакте с ограничителем 20. Продолжающееся движение штока 10 приводит к смещению образца 4 относительно контробразца 5 в скоростном режиме, как это имеет место при реализации 15 упругой энергии в массиве горных пород. Для обратного смещения используют гидроцилиндр 9 и ограничитель 19.Для изменения распределения боко вой нагрузки заменяют боковой захват 3 площадками 23, учитывая, что уилия распределяются обратно пропорционально площадям рабочих сечений площадок 23. 25Гидроцилиндры 12, 21, 22 соединяются в блок или высверливаются в общем основании. Торцовые захваты 6 и 7 представляют собой упоры, жестко соединенные со штоками 10 и 11. 30Изобретение позволяет проводить исследования подвижек обжатого образца при перемещении его во взаимно противоположных направлениях при постоянном усилии обжатия, при пропсрциональном изменении обжимающей и сдвигающей нагрузок, при ударных или статических скоростях смещений и при неравномерном обжатии поверхности образца, Указанные исследования могут 40 использоваться для учета подвижек при решении различных геомеханических задач, в том числе, связанных с подвижками при бурном разрушении, при снижении опорного давления, при пере распределении главных напряжений в массиве горных пород. Формула изобретения501. Установка для испытания образцов при плоском напряженном состоянии, содержащая опорную раму, размещенные в ней боковые захваты для образца, в одном иэ которых выполненаемкость для контробразца, механизмнагружения, связанный с боковыми захватами, торцовый захват для образцаи механизм перемещения, связанный сторцовым захватом, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей установки путем обеспечения перемещения нагруженного образца при различных режимах изменения усилий и перемещений, она снабжена вторым торцовым захватом для образца и источником давления, механизм перемещениявыполнен в виде двух соосно закрепленных на раме гидроцилнндров, штокикоторых соединены с торцовыми захватами, механизм нагружения выполненв виде гидроцилиндра, корпус которого закреплен на штоках гидроцилиндров механизма перемещения, а штокразмещен перпендикулярно этим штоками соединен с вторым боковым захватом,при этом рабочие полости всех гидроцилиндров соединены с источником давления. 2. Установка по п.1, о т л и - чающая с я тем, что с целью проведения испытаний при ударных скоростях перемещения нагруженного образца, она снабжена платформой для бокового захвата с емкостью, установленной на раме с возможностью перемещения вдоль оси штоков механизма перемещения, и ограничителями перемещения платформы.3. Установка по п.1, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что, с целью испытаний при неравномерном боковом обжатии образца, она снабжена установленными параллельно гидроцилиндру механизма нагружения дополнительными гидроцилнндрами со штокамн, а боковой захват выполнен в виде площадок с рабочими поверхностями, площади которых подобраны в соответствии с заданным распределением боковой нагрузки.