Установка для исследования энергообмена при разрушении образцов материалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНРЕСПУ БЛИН 1241093 19 С 39/ 53) 4 С 01 Б 3/1 О В 24ена Трудучно-исорной го дела ного едов еханипри од ких об нагруз низм вь льство. СССР/08, 1978,сГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ(71) Всесоюзный ордКрасного Знамени нательский институт гки и маркшейдерског(54) У ЭНЕРГО МАТЕРИАЛ (57) И тельно технол наний СТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБМЕНА ПРИ РАЗРУШЕНИИ ОБРАЗЦОВОВзобретение относится к испытай технике.и позволяет расширить огические возможности исследо- путем обеспечения энергообмена новременном испытании нескольразцов (О) при различных видах ки. Для этого нагруженный мехаполнен в виде гидроцилиндраблокируется осевое перемещение корпуса ГЦ .2 и вращение колес 4 и 5. Перемещается лишь поршень 14. Энергообменпроисходит между О 12 и нагружающиммеханизмом. Для нагружения группы Оразличными видами нагрузок в ГЦ 2 йсточником 3 создается давление Поршень 14 выдвигается из корпуса ГЦ 2,что приводит к вращению колес 4 и 5и перемещению 3 10, 15-17 и 19-22. Взависимости от расположения 3 каждыйО нагружается изгибающей, растягивающей или сжимающей нагрузкой. В баланс энергии разрушения одного Овключаются; упругие элементы всеходновременно нагружаемых О со своимзнаком. 1 з,п. ф-лы., 1 ил. 1241091 (ГЦ). 2 с винтовой нарезкой на корпусе для взаимо,",ействия с червячными колесами 4 и 5. Поршень 14 ГЦ 2 контактирует с захватом 3 (10) для сжатияО 12. Второй 3 11 для сжатия связан с рамой 1. На двуплечем рычаге 7 колеса 5 и поверхности колеса 4 размещены 3 19 и 20 сжатия, 3 21 и 22 для растяжения и 3 15 - 17 для изгибадополнительных О. Объем полости ГЦ 2 регулируется расположенным в нейпоршнем 23, взаимодействующим через пружину 24 с заглушкой 6 на.торцеГЦ 2. Возрастающая х-ка жесткостипружины 24 определяет кривизну х-ки энергопередачи, Для испытаний одного 0 12 на сжатие стойором 9 на раме 1.Изобретение отнасится к испытательной технике, в частности к установкам для изучения энергообмена при разрушении образцов материалов, преимущественно горных пород. 5,Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем обеспечения энергообмена при одновременном испьтании нескольких образцов при различных видах нагрузки. 10На чертеже показана схема установ- ки для исследования энергообмена при разрушении образцов материалов.Установка содержит раму 1, размещенный в ней нагружающий механизм, 15 включающий гидроцилиндр 2, установленный с возможностью осевого перемещения и имеющий винтовую нарезку на наружной поверхности корпуса, ис. точник 3 давления, соединенный с по лостью гидроцилиндра 2, два червячных колеса 4 и 5, установленных в одной плоскости сгидроцилиндром 2 и взаимодействующих с винтовой нарезкой корпусагидроцилиндра 2, за глушку 6, установленную на торце гидроцилиндра 2 и служащую для изменения объема его рабочей полости, двуплечий рычаг 7, закрепленный на колесе 5 винтами 8, позволяющими З 0 изменять положение рычага 7, .стопор 9 блокировки вращения колес .4 и 5, установленный на раме 1, и захваты 10 и 11 для сжатия образца 12, установ 1ленные в направляющей втулке 1,причем захват 10 связан с поршнем 14 гидроцилиндра 2, а захват 11 с рамой 1. На колесе 4 установлены захваты 15 и 16, служащие совместно с захватом 17, установленным на раме 1,для изгиба дополнительного образца 18. На концах рычагаи раме 1 усфгановлены захваты 19, 20 и 2122, служащие соответственно для сжатия и растяжения других дополнительных образцов (на чертеже не показаны).Между заглушкой 6 и поршнем 14 в гидроцилиндре 2 размещен дополнительный поршень 23, соединенный с заглушкой б упругим элементом (пружиной) 24 с возрастающей характеристикой ,жестКости.,Установка работает следующим об-. разом.В зависимости от задач исследований и моделируемой схемы в .испытании участвует один, два или несколъко образцов одновременно. При испытании одного образца изучают энергообмен между нагружающей системой и образцом. При испытании одного образца на сжатие стопором 9 блокируют колесо 5, а вместе с ним колесо 4 от вращения, а корпус гидроцилиндра 2 - от осевого перемещения. Между захватами 10 и 11 размешают испытуемый образец 12. От источника 3 создают давление жидкости в подпоршневой полости порш3 1241091 л ня 14 В е лр зу ьтате роста давления тов аналогичны описанным испытаниям жидкости происходит смещение поршня на сжатие.23 и сжатие п гого элементау ру эл мента 24, а , При изучении энергообмена между также рост осевого сжимающего усилия нагружающей системой и одиночным обна образце 12. При переходе за пре разцом, разрушаемым растяжением раед л прочности образца 12 происходит бота и регулировки установки подобйего разрушение энергией, запасенной ны таковым при испытании на изгиб сжатой жидкостью и сжатым элементомс той разницей что испыту " б - ереход этой запасенной энергии зец размещается между захватами 21 на образец 12 осуществляется по 1 О и 22.криволинеинои зависимости, вид кото-. При изучении энергообмена между рой определяется, в основном, харак- двумя нагруженным би о разцами с участеристикой жесткости упругогб эле- тием энергии нагружающей системы мента 24, а также характеристикой схема закре н бхема закрепления о разцов зависит сжимаемости жидкости (последняя близ от задачи испытан Т ка к прямолинейной). Объем передавае- и бнии энергообмена между сжимаемым и мой энергии определяется начальным изгибаемым образцами и нагружающей объемом подпоршневой полости который системой установ б9ой установку со ирают по схерегулируется начальным положением ме изображенной но раженной на чертеже. Тогда заглушки 6 и податливостью упругого 2 при создании давления в полости гидро- элемента 24, которая подбирается до цилиндра 2 происходит одновременное опыта заменой элемента. По извест- нагружение образца 12 сжимающим усилиным количеству подведенной энергии, ем, образца 18 - изгибающим усилием. характеристике ее расхода и необхо- При разрушении одного из образцов, д мой потребляемой энергии материалом 25 например образца 12, на него переда- образца определяется избыток энер- ется как описано нЭ са о, энергия, запасенная гии и составляется баланс ее расхода в гидроцилиндре 2 и упругая энергия на другие виды энергии (нагрев, раз- изгиба образца 18, которая реализулет осколков, дробление и т.п.). Из- ется путем поворота по часовой стрел- меняя от опыта к опыту объем подво- ке колеса 4 и30а и вызванного этим поводимой энергии и кривую ее расхода, ротом смещения корпуса гидроцилиндизучают энергообмен . между нагружаю- ра 2 в направлении захвата 1 О. Прищеи системой и образцом, разрушаемым разрушении же образца 18 к нему под- сжимающей нагрузкой, водится энергия системы и упругаяэнергия образца 12 при смещении по шПри изучении энергообмена между 35Р щ ии поршня 14 и корпуса гидроцилиндра 2 в нагружающей системой и одним образ- направлении от захвата 10 и вызванноцом, разрушаемым изгибом, постуПаютго этим смещением дополнительного последующим образом. Стопором 9 растор- ворота против часовой стрелки коле- .маживают колесо 5. Вращением корпуса гидроцилиндра 2 вокруг своей оси 4 О ППри изучении энергообмена междуперемещают его в направлении захвата10ата сжимаемым и растягиваемым образцаМитак,чтобы захваты 10 и 11 вошли работа установки аналогична с тойв контакт друг с другом (образец 12 разницей, что образцы устанавливаютотсутствует). Устанавливают в захваты ся в захваты 10, 11 и 2 1 22. П и15-17 образец .18, предназначенный 45изучении энергообмена между двумя,для испытания на изгиб. Включают ис- . сжимаемыми образцами образцы устаточник 3 и создают давление в по по шодпоРш навливают в захваты 10 11 и 19 20невой полости поршня 14, ПоследнийП иу уПри изучении энергообмена между расне имеет возможности смещаться взахвата , поэтомУ при захваты 10 и 11 приводят в контактвозникновении давления в подпоршневой. друг с другом, а образцы размещаютется влево (по чертежу) и производитполости корпус гидроцилиндра 2 смеща- . между захватами 15 - 17 и 21 22.и - изакручивание колеса 4, чем создает Соотношение между усилиями на сжа. изгибающую нагрузку на образце 18, 55 тие, растяжение, изгиб в широких преРегулировка ну ировка, накопление и расход делах изменяется перестановками соот. энергии при разрушении образца 18 от ветствующих захватов относительно изгиба и анализ получаемых результа-. осей вращения колес 4 и 5.Составитель В. Тальвойш Техред МЛоргентал Корректор Т, Колб Редактор К, Волощук Заказ, 3480/37 Тираж 778 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035 Иосква ЖРа ская наб. . 4/5 Ф э е уш ь дПроизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 1241091 . ЬПри изучении энергообмена при на- при одновременном испытании .нескольгружении группы образцов, деформи- ких образцов при различных видах наруемых различными видами нагрузок, грузки, она снабжена двумя червячработа установки отличается только ными колесами, расположенными в количеством и местом расположения об- одной плоскости и взаимодействую 5разцов, что определяется задачей ис- щими с корпусом гидроцилиндра, стоследований, В этом случае при раэруше- пором блокировки вращения колес, устании одного из образцов в баланс энер- новленным"на раме и двуплечим рычагом, гии разрушения включаются упругие . закрепленным на одном иэ колес, при энергии всех одновременно нагружае 1 О этом корпус гидроцилиндра установлен мых образцов со своим знаком. с воэможностью осевого перемещения иимеет винтовую нарезку на наружной Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я поверхности, а на концах рычага иповерхности второго колеса размещены.1. Установка для исследования 1 дополнительные захваты для сжатия, энергообмена при разрушении образцов растяжения и изгиба дополнительных материалов, содержащая раму, разме- образцов.щенный в ней нагружающий механизм, 2, Установка по п 1, о т л и ч а- включающий гидроцилиндр с Регулируе- ю щ а я с я тем, что, с целью обесмым. рабочим объемом, источник давле печения нелинейной характеристики ния, соединенный с полостью гидро- энергопередачи от нагружающего мехацилиндраи захваты для сжатия образ- низма на образцы, она снабжена дополца, связанные .соответственно с порю- нительным поршнем, размещенным в по. нем гидроцилиндра и дамой, о т л и - лости гидроцилиндра, и взаимодейстч а ю щ а я с я тем, что, с целью 2 Вующим с этим поршнем упругим элеменрасширения технологических возможнос- том с возрастающей характеристикой тей путем обеспечения энергообменажесткости.