Нагрузочное устройство приборов для механических испытаний грунтов

(51 1 ЯЗ/ ЬСТВУ ово н о СССР1970.СССР 1983.ПРИВОАНИЙ ГРУН к исследо- войстврасширеи упрощеУстрой-обрете физико . Цель пазона струк ие относится технических изобретения исследованийции устройств аниям рунто ие ди ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ ИК АВТОРСКОМУ СВИДЕ(54) НАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВОРОВ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТТОВ(57) Из н ОБРЕТЕНИЯ ство состоиТ из гидроцнлиндров 1,поршней 2, снабженных в верхней частиподпятниками 3, кольцевых щаговыхдвигателей 4, опорных стержней 5 ишарнирно опирающейся на них направляющей 6, выполненной в виде трубыиз ферромагнитного материала. Грузо"вая тележка 7 также выполнена в видетрубы 8, внутри которой расположеныплоские дисковые катушки 9 и металлические шайбы 10, являющиеся частьюмагнитопровода. К тележке 7 подвешенгруз 1 1. При включенных кольцевыхшаговых двигателях 4, вращающих поршни 2, соединяют гидроцилиндры 1 и12 с помощью кранов 13 и поднимаютпоршни 2 в верхнее положение путемподачи жидкости в систему нагруженияДальнейшая работа устройства зависитот выбраннбго режима испытаний. 1 илИзобретение относится к исследоваиям физико-технических свойств грунтов, в частности к приборам для оп ределения прочности и деформируемости грунтов в условиях сложного напряжения состояния.Цель изобретения - расширение диапазона исследований и упрощение конструкции устройства. 10На чертеже изображена схема нагрувочного устройства.Устройство состоит из гидроцилинРров 1, поршней 2, снабженных в верхней части подпятниками 3, кольцевых паговых двигателей 4 (например, на чертеже показан типовой индукторный шаговый двигатель), опорных стержней 5, шарнирно опирающейся на них направляющей 6, выполненной в виде тру;бы из ферромагнитного материала ко 3 :аксиально которой с регулируемои ско" ,ростью может перемещаться возвратно- поступательно грузовая тележка 7 ша гового электродвигателя. На чертеже :в качестве примера приведена одна иэ типовых конструкций коаксиально:го (трубчатого) линейного двигателя, в которой направляющая 6 выполнена в виде трубы из ферромагнитного материала, а грузовая тележка 7 выпол-. нена также в виде трубы 8, внутри которой располагаются перемежающиеся между собой плоские дисковые катушки : 9 и металлические шайбы 10, являющи еся частью магнитопровода. К тележке 7 подвешен груз 11.Устройство снабжено гндроцилиндрами 12, служащими для заполнения системы жидкостью и регулировки по1ложения поршней 2, а также распределительными кранами 13 и 14. Измерение давления осуществляется манометрами15, а для замера изменения объема подаваемой жидкости служат волюметры 4516 любой известной конструкции.Одну из ветвей 17 нагрузочного устройства подключают к системе создания .бокового давления в камереприбора трехосного сжатия, а другую - 50к системе создания осевого усилия.Нагрузочное устройство работаетследующим образом.Предварительно устройство приводят в начальное положение. Для этого 55 включают кольцевой шаговый двигатель 4, вращающий поршни 2, с помощью кранов 13 соединяют гидроцилиндры 12 и 1 и подают жидкость из цилиндров 12 в цилиндры 1, поднимая при этом поршни 2 в верхнее положение. Дальнейшая работа устройства зависит от режима испытаний. Например, для проведения испытаний при монотонном нагружении и постоянном среднем напряжении, тележку 7 устанавливают на середине направляющей 6 и нагружают гру-озом 11. В этом положении на каждыйиз поршней 2 действуют равные усилия,и, следовательно, в обоих цилиндрах1 возникают одинаковые давления.При подаче тока на обмотки 9 магнитопровода возникает продольная сила, вследствие чего тележка 7 с грузом 11 движется с заданной скоростьювдоль направляющей 6. При этом одноиз действующих на поршни 2 усилийувеличивается, другое уменьшается,но их сумма, как сумма реакций однопролетной балки, остается постоянной.Поскольку величины давлений в гидроцилиндрах 1 пропорциональны этим усилиям сумма бокового и осевого давлений при испытании остается постоян-.ной, а соотношение давлений меняется вплоть до разрушения образца.При испытании в режиме уплотнения плавное увеличение среднего напряжения (суммы давлений в цилиндрах1) производят с помощью жидкости, наливаемой постепенно в сосуд, подвешенный к тележке, ступенчатое - гирями, укладываемыми на подвеску.Для реализации циклического нагружения, осуществляют возвратно-поступательное перемещение грузовойтележки 7,Произвольные сложные траекториинагружения можно получить при одновременном (запрограммированном) движении тележки 7 с заданной скоростьюи заполнении подвешенного к ней сосуда с жидкостью.В процессе испытаний образец грунта постепенно деформируется, в результате чего меняется объем жидкос- . ти в гидравлических камерах прибора трехосного сжатия, Это вызывает ответные осевые (продольные) перемещения поршней 2 в цилиндрах 1 нагрузочного устройства, компенсирующие указанные изменения объема. Однако перемещение поршней 1 связано с преодолением сил трения по совместным контактным поверхностям поршней 2 и цилиндров 1.504нагружений при различных скоростяхнагружения. 1 ц 621 формула из обретения Составитель В.Врачев Техред М.Дидык Корректор И.Муска Редактор Н.Горват Заказ 665/39 Тираж 788 . ПодписноеВНИИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. ч/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. ГагарИна, 101 Для устранения искажающего влияния сил трения на результаты испытаний предусмотрено вращение поршней 2 в процессе испытаний образцов грунта в приборе трехосного сжатия, Это значительно повышает достоверность результатов испытаний.Применение изобретения позволяет управлять процессом испытания грун тов по заданной программе, для чего может быть применена любая известная электронная схема управления шаговыми двигателями (например, применение электронных коммутаторов напряжения) . 15 Возможно управлять изменением скоростей нагружения по заданной программе, а также задавать программу режима нагружения, особенно важной для испытаний связных грунтов, деформа ции которых сопровождаются удалением воды из мелких пор, ползучестью скелета и проявлейием других реологических свойств. Кроме того, становится возможным проведение испытаний грунтов в режимах циклического и сложного Нагрузочное устройство приборов для механических испытаний грунтов, включающее гидравлические цилиндры с поршнями, шарнирно соединенными с направляющей, на которой подвижно установлена грузовая тележка, систему трубопроводов и измерительные приборы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона исследований и упрощения конструкции устройства, поршни гидравлических цилиндров снабжены приводами в виде кольцевых шаговых двигателей и соединены с направляющей с возможностью вращения относительно ее опорных стержней, при этом направляющая выполнена в виде трубы из ферромагнитного материала, на которой коаксиально расположена грузовая тележка, снабженная магнитопроводом.