Установка для испытаний на прочность при сложном напряженно деформированном состоянии

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов,а именно к установкам для испытанияка прочность при сложном напряженнодеформированном состоянии, и можетнайти применение для испытания образцов горных пород, грунтов, строительных материалов.Известна установка для испытанийна прочность, содержащая гидравлическую камеру для размещения испытуемого образца, источник давления, эксцентриковый возбудитель колебаний,связанный с мембраной, установленной,в камере Г 13. 15Установка позволяет проводить испытания при трехосном циклическомсжатии, однако функциональные возможности установки ограничены, так какпо всем осям может быть приложена 20нагрузка только равной амплитуды,Наиболее близкой по техническойсущности к изобретению является установка для испытаний на прочность присложном напряженно-деформированном 25состоянии, содержащая корпус, две пары взаимно перпендикулярных штоковдля приложения нагрузки к боковымграням образца, силовые пружины, соединяющие штоки с захватами образца,устройство для перемещения штоков,включающее замкнутую направляющую,с внутренней поверхностью которойвзаимодействуют концы штоков, и привод вращения,35В этой установке штоки расположены в гидравлической: камере, связанной с приводом вращения, а направляющая имеет Форму трубы и установленас возможностью поворота относительнооси, перпендикулярной оси вращениякамеры 2 1,Установка позволяет проводить испытания при циклической нагрузке,прикладываемой к боковым граням образца, и одновременном сжатии потретьей оси с различным соотношениемнагрузок по всем осям 21,Однако установка не позволяет исследовать процесс деформации и Разру" 5 Ощения материалов при нарастающейпульсирующей боковой нагрузке и одновременно нарастающем осевом сжатии,которое может иметь место в массивах горных пород.Целью изобретения является прове"дение испытаний при нарастающей боковой пульсирующей нагрузке и одновременно нарастающем осевом сжатии,Цель достигается тем, что установка для испытаний на прочность присложном напряженно-деформированномсостоянии, содержащая корпус, двепары взаимно перпендикулярных штоковдля приложения нагрузки к боковымграням образца, силовые пружины, соединяющие штоки с захватами образца,устройство для перемещения штоков,включающее замкнутую направляющую,с внутренней поверхностью которойвзаимодействуют концы штоков, и привод вращения, снабжена дополнительной силовой пружиной для приложенияосевой нагрузки к образцу, связаннойс направляющей, а направляющая имеетформу усеченной правильной пирамидыс четным числом граней, установленной с воэможностью вращения относительно продольной оси и осевого перемещения при помощи скрепленного сней и ввернутого в корпус ходовоговинта, кинематически связанного сприводом вращенияТакое выполнение направляющей поз.воляет увеличивать амплитуду пульсирующей боковой нагрузки при одновременном увеличении осевой нагрузкипри сжатии дополнительной осевой пружины.На Фиг, 1 схематично изображенаустановка для испытаний на прочностьпри сложном напряженно-деформированном состоянии, продольный разрез;на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.Установка содержит корпус 1, двепары взаимно перпендикулярных штоков2, 3 и 4, 5, силовые пружины 6, сое"диняющие штоки 2-5 с захватами 7 образца 8. Штоки 2-5 установлены в направляющих 9.Устройство для перемещения штоковвключает замкнутую направляющую 10,с внутренней поверхностью которойвзаимодействуют концы штоков 2-5, ипривод 11 вращения,С направляющей 1 О связана дополнительная силовая пружина 12 для приложения осевой нагрузки к образцу 8,Одним торцом пружина 12 опирается наподпятник 13, а другим соединена сзахватом 14 образца 8.Направляющая 10 имеет форму усе"ченной правильной пирамиды с четнымчислом граней, установленной с возможностью вращения относительно продольной оси и осевого перемещенияпосредством скрепленного с ней иввернутого в корпус 1 ходового винта38 4обеим боковым осям совпадают. По мере роста осевой нагрузки при перемещении винта 15 и сжатии пружины 12 повышаются пределы изменения пульсирующей нагрузки вследствие перемещения штоков 2-5 к вершине пирамиды.Таким образом, достигается предел прочности образца 8, Измены жесткость пружин 6 и 12, получают различное соотношение осевой и боковой нагрузок, а в зависимости от жесткости пружины 6, амплитуды нагрузки по взаимно перпендикулярным направлениям могут быть одинаковыми или разными,Использование изобретения дает воэможность более точно по сравнению с известными установками моделиро" вать процессы, протекающие в реальных условиях работы материалов, например, при отработке месторождений полезных ископаемых. 3 ,10992 15, кинематически связанного зубчатой парой 16 с приводом 11 вращения.Установка работает следующим образом.Привод. 11 через зубчатую пару 16 5 приводит во вращение ходовой винт 15, который перемещается внутрь корпуса 1. Перемещение винта 15 приводит к сжатцю пружины 12, что создает постепенно увеличивающуюся осевую сжимающую 1 О нагрузку на образец 8Одновременно вращение винта 15 сопровождается вращением направляющей 10, вследствие чего штоки 2-5 приходят в возвратно- поступательное движение, периодичес ки сжимая и разжимая пружины 6. При этом в зависимости от задач исследований, если пирамида шестигранная, то увеличение боковой нагрузки по одной из боковых осей сопровождается 20 падением нагрузки по другой оси, а если пирамида четырехгранная, то моменты роста и падения нагрузок поСоставитель А.ЗайцевТехред Ж,КастелевичКорректор В.Синицкая Редактор Р.Цицика филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Заказ 4364/36 Тираж 823 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113 О 35, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5