Установка для прочностных испытаний группы образцов материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК1 П 9 С 01 И 3/10 Е 39 00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИС(54) УСТАНОВКА ТАНИЙ ГРУППЫ О (57) Изобретен тельной техник-0 юл. Унаучно следовательеханики и нологически орнои ге 88.8 торсков 33; кл. В 121(21) 3948848/2 (22) 02.09.85 (46) 30.01.87. (71) Всесоюзныи ский институт маркшейдерског (72) Е.В.Лодус (53) б 20. 178 ( идетельство ССС 01 М 3/10, 1984 ЛЯ ПРОЧНОСТНЫХ ИСПЫАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ относится к испытан позволяет расширить возможности путем едования влияния энер образцов на их прочно допредельной и запх деформирования, исобмен в динамическом я. На стойках 2 оснообеспечения исслгообмена группыстные свойстваредельной стадиследовать энергрежиме нагрркен12869 вания 1 установки установлена с возможностью перемещения траверса (Т) 3. Между основанием 1 и ТЗустановлен накопитель энергии в виде гидроцилиндра (ГЦ) 4 двустороннего действия с поршнем 5, соединенным посредством штока с ТЗ. По числу образцов на ТЗ установлены дополнительные ГЦ 6-8 двустороннего действия. Своими штоками они связаны с захватами для образцов, Поршни всех ГЦ 4,6-8 имеют ограничители хода в виде рамок 9, установленных на торцах корпусов ГЦ 4,6-8, и 34стопорных гаек 10, установленных на штоках ГЦ 4, 6-8. Полости ГЦ 4,6-8 сообщены посредством вентилей с напорной 12 и сливной 13 магистралями насосной станции. Между основанием 1 и ТЗ установлен дополнительный накопитель энергии в виде пружины 27. Путем подачи жидкости в соответствующие полости ГЦ 6-8 каждый образец нагружают индивидуальной нагрузкой (растяжением, изгибом, сжатием). С помощью ГЦ 4 производят совместное нагружение образцов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам, предназначенным для исследования влияния энергообмена группы образцов материалов, преимущественно горных пород, на их прочностные свойства.Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем обеспечения исследования влияния энергообмена группы образцов на их прочностные свойства в допредельной и запредельной стадиях деформирования, а также исследования энергообмена в динамическом режиме нагружения.На чертеже изображена схема установки для прочностных испытаний группы образцов материалов.Установка содержит основание 1 со стойками 2, траверсу 3, установленную на стойках 2 с воэможностью перемещения, накопитель энергии в виде гидро- цилиндра 4 двустороннего действия с поршнем 5, дополнительные гидроцилиндры 6 - 8 двустороннего действия, установленные на траверсе 3, ограничители хода поршней гидроцилиндров 4,6,7 и 8, каждый из которых выполнен в виде рамки 9, закрепленной на торце корпуса соответствующего гидроцилиндра, и стопорной гайки 10, установленной на штоке соответствующего гидро- цилиндра и взаимодействующей с рамкой 9, и насосную станцию 1 с напорной 12 и сливной 13 магистралями. Полости гидроцилиндров 4,6,7 и 8 сообщены посредством вентилей 14 - 17 с напорной 2магистралью 12 и посредством вентилей18 - 21 со сливной магистралью 13(для дополнительных гидроцилиндров7 и 8, вентили не показаны), Поршнидополнительных гидроцилиндров 6 - 8соединены посредством штоков с захватами 22 соответствующих образцов23 - 25. Конструкция захватов 22 определяется схемой нагружения данного 10 образца. Образец 23 нагружается рас"тягивающей нагрузкой, образец 24 -изгибом, образец 25 - сжатием, Гайки26, связанные с захватами 22, служатдля изменения положения захватов 22при изменении положения поршней соответствующих гидроцилиндров 6 - 8 сцелью изменения их энергоемкости.Установка содержит также дополнительный съемный накопитель энергии, выполненный в виде пружины 27, установленной между основанием 1 и траверсой 3.Установка работает следующим образом.В зависимости от вида нагруженияв подпоршневые полости гидроцилиндров 6 - 8 подают давление в верхнююили нижнюю (по чертежу) полости призакрытых вентилях 18-21. Так, образец23 предполагается нагружать растяжением, поэтому при закрытом вентиле15 через вентиль 14 в гидроцилиндр6 подают жидкость от станции 11 ипроизводят растяжение образца 23 до 35 заданного усилия. Затем закрываютвентиль 14 и таким же образом нагружают изгибом образец 24, сжатием -3 12869 образец 25, подавая давление в нижние по чертежу полости соответствуюших гидроцилиндров 7 и 8. При создании давления под поршнями этих гидроцилиндров запасается энергия в полости. в которую подается жидкость, и объем этой энергии зависит от начального положения поршней гидроцилиндров 6 8, которое регулируется начальным положением захватов 22 с помощью гаек,10 26. Одновременно происходит сжатие жидкости, заполняющей вторую полость каждого гидроцилиндра 6 - 8 за счет смещения поршней при деформации образцов 23-25 и жидкости, заполняющей 15 одну из полостей гидроцилиндра 4. После достижения заданных условий на образцах 23-25, определяемых требуемой по задаче разностью нагрузок на них, вентили 14 и 15 закрывают, и да льнейшее нагружение образцов 23-25 производят совместно с помощью гидро- цилиндра 4 накопителя энергии, подавая жидкость через вентиль 16 или 17. При достижении заданных усилий на 25 образцах 23-25 дальнейшую работу ведут в зависимости от задач испытаний. Так, при испытании в режиме снятия нагрузки с одного из образцов устанавливают гайку 10 в положение, обес печивающее заданное изменение нагруз,ки на данном образце, и открывают соответствующий вентиль, сообщающий полость гидроцилиндра со сливной магистралью 13. Например, при необходи мости снизить растягивающую нагрузку на образце 23 открывают вентиль 18, при этом происходит падение растягивающей нагрузки и соответствующее падение нагрузки на образцах 24 и 25. 40 При открытии вентиля 19 происходит прирост растягивающей нагрузки на образце 23 за счет снижения давления в нижней полости гидроцилиндра 6 и прирост сжимающей нагрузки на образцах 45 24 и 25. Регистрируют изменения на испытуемых образцах 23-25, при закрытых вентилях 18 и 21 восстанавливают ответствующю 1 Образом подбирая известные конструкции захватов 22.Для проведения пригрузки со стороны накопителя энергии при сравнительно медленных скоростях нагружения близких к стандартным прессовым скоростям, пружину 27 не используют и поступают следующим образом.При создании разности нагрузок на образцах 23-25 каждый из образцов нагружают отдельно путем подачи жидкости в соответствующие полости гидро- цилиндров 6 - 8 аналогично описанному. При совместном дальнейшем нагружении всех образцов с помощью гидроцилиндра 4 закрывают вентили 20 и 21, а жидкость подают через вентиль 16 или 17 в зависимости от знака изменения нагрузки на образце. Так, при создании сжимающей нагрузки на системе образцов 23-25, когда траверса 3 перемещается вверх, жидкость подают через вентиль 17, В момент достижения заданных усилий ограничитель хода поршня 5 устанавливают в положение,обеспечивающее требуемую порцию энергии, и открывают вентиль 20. Происходит снижение давления в верхней полости гидроцилиндра 4, энергия жидкости нижней полости передается на траверсу 3 и пригружает группу образцов 23-25. При создании растягивающей нагрузки давление создают через вентиль 16, а сброс производят через вентиль 21.После пригружения доводят давление в полости сброса до первоначального, освобождают стопорную гайку 1 О, продолжают нагружение до следующего уровня нагрузок и пригружение повторяют. Таким образом доводят группу образцов 23-25 до разрушения и определяют слабейшее звено в группе, характер ее разрушения. Опыты при повторениях проводят при иных соотношениях нагрузок в видах напряженного состояния в соответствии с реальными вариантами оаботы элементов в призабойной зоне.силовую позицию, существующую до пригрузки, и повышают нагрузку до следу ющего уровня с последующим повторением сброса усилия на одном из образцов. Действуя таким образом, подходятк пределу прочности одного из образцов и наблюдают за характером раэрушения группы образцов. После этогоопыты повторяют, но с иной начальнойразностью нагрузок на образцах, прииных видах нагрузки на образцах, соДля проведения пригрузки со стороны нагружающей системы в динамическом режиме нагружения устанавливают пружи" ну 27. До начала индивидуального нагружения образцов путем подачи жидкости через вентили 16 и 17 деформируют пружину 27 сжимающей или растягивающей нагрузками. Затем нагружают каждый из образцов 23-25 поочередно как и в предыдущих режимах до заданного уровня нагрузок. Открывают вентиль 20,1286934 Формула изобретения Составитель В.ТальвойшТехред Л.Сердюкова Корректор В.Бутяга Редактор Е.Копча Тираж 776 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5Заказ 7704/41 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 если пружина 27 до опыта была сжата, или вентиль 21, если пружина была растянута, и при падении давления в соответствующей полости происходит нагружение группы образцов 23-25 со скоростью, определяемой или скоростью течения жидкости, или скоростью выпрямления пружины 27 в зависимости от того, какая из этих скоростей меньше..а.Таким образом, нагружение группы 1 О образцов 23-25 идет со скоростью, равнбй скорости пригрузки в предыдущем режиме, но отличие этого режима состоит в том, что пружина 27 имеет . больший запас энергии, чем жидкость, и способна выполнить весь процесс наружения с высокой скоростью, значиельно большей, чем скорость нагружения в предыдущем режиме.В этом режиме осуществляется однократное нагружение 20 группы образцов 23-25 до разрушения, при этом каждый образец в группе предварительно нагружен индивидуальной нагрузкой.Изменяя соотношение начальных на грузок на образцах, изучают характер разрушения группы образцов при однократном нагружении. Объем передаваемой энергии определяется степенью предварительного сжатия пружины 2, 30 ее характеристикой жесткости, положением ограничителя хода поршня 5, а также индивидуальными объемами запасенной энергии на дополнительных гидроцилиндрах 6 - 8, 35 1. Установка для прочностных испытаний группы образцов материалов, 40содержащая основание со стойками,траверсу, установленную на стойкахс возможностью перемещения, захватыдля образцов, накопитель энергии ввиде гидроцилиндра с поршнем, установленного между основанием и траверсой, и насосную станцию с напорнойи сливной магистралями, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюрасширения технологических возможностей путем обеспечения исследованиявлияния энергообмена группы образцовна их прочностные свойства в допредельной и запредельной стадиях деформирования, она снабжена дополнительными гидроцилиндрами двустороннегодействия по числу образцов, установленными на траверсе и связанными своими штоками с захватами, и ограничителями хода поршней всех гидроцилиндров, поршень гидроцилиндра накопителяэнергии установлен с возможностьюобеспечения двустороннего действия исоединен посредством штока с траверсой, при этом ограничители хода поршней гидроцилиндров выполнены в видерамок, установленных на торцах корпусов гидроцилиндров, и стопорныхгаек, установленных на штоках этихгидроцилиндров, а полости гидроцилиндров сообщены посредством вентилейс напорной и сливной магистралями. 2. Установка по п.1, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что, с целью исследования энергообмена в динамическом режиме нагружения, она снабжена дополнительным накопителем энергии в виде пружины, установленной между основанием и траверсой.