Установка для испытания материалов при сложно-напряженном состоянии

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 8501 09) 51) 4 ВСЕСИЛИЯ "Я% ИП УЖИ 111 Е., К АВТОРСКОМУ ДЕТЕПЬСТВ(54) УСТАНОВКА АЛОВ ПРИ СЛОЖНО ИСПЫТАНИЯ МАТЕР ЯЖЕННОИ СОСТОЯН(57) Изобр ванию проч Целью изоб ние эксплу чно-исследоватей геомеханикиела ени тн аци ерж(56)У 815 Установка сод перегородкой 5, отверстие 6. По перегородки уст которые с перег етельство С М 3/30, 197 ельство ССС И 3/30, 19 име раз нов род СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 4140033/25-2829.10.8630.03.88,Бюл,Всесоюзный науинститут горнокшейдерского дЕ.В,Лодус620.178.7(088.Авторское свид583, кл. С 01торское свидет1409, кл. С 01 относится к исследо- свойств материалов. является расширеных возможностей. т полый корпус 4 сющей центральное ные стороны от лены поршни 7 и 8, кой образуют каме1385017 ру 9 гидростатического давления икомпенсационную камеру 11. Б камере 9размещен образец 10. Установка содержит также устройство для ударногоосевого нагружения образца, включающее установленный по оси корпуса ипроходящий через поршень 8 шток 16с коническим клапаном 17, перекрывающим в исходном положении отверстие перегородки. Опорный элемент 12образца установлен на поршне 7, а 1Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов,а именно к установкам для испытанияматериалов при сложнонапряженном состоянии, 5Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностейпутем обеспечения боковой разгрузки,пропорциональной осевой ударной деформации образца, 10На чертеже изображена предлагаемаяустановка, общий вид,Установка содержит основание 1,расположенную на нем наковальню 2,установленный в вертикальных направляющих 3 полый корпус 4 с перегородкой 5, имеющей центральное отверстие 6, установленные в корпусе 4 поразные стороны от перегородки 5 первый 7 и второй 8 поршни, между которыми и перегородкой 5 в корпусе 4 образованы камера 9 гидростатическогодавления, предназначенная для установки в ней образца 10, и компенсационная камера 11, опорные элемен 25ты 12 и 13 для образца 10, устройство для ударного осевого нагруженияобразца, источник 14 давления, механизм 15 подъема и сброса корпуса 4.Устрцйство для ударного осевогонагружения образца 10 включает установленньй по оси корпуса 4 и проходящий через второй поршень 8 шток 16с коническим клапаном 17, перекрывающим в исходном положении отверстие 6 35перегородки 5. Опорный элемент 12установлен на первом поршне 7 а второй опорный элемент 13 - на торцеклапана 17. опорный элемент 13 - на клапане.Привоздействии ударом на шток 16 образец деформируется, клапан постепеннооткрывает отверстие. Происходит боковая разгрузка образца, пропорциональная осевой ударной деформации,за счет перетекания жидкости из камеры 9 в компенсационную камеру.Темсамым расширяются эксплуатационныевозможности установки. 2 з.п. ф-лы,1 ил. 2Перегородка 5 и второй поршень 8 выполнены подвижными, а в корпусе установлены съемные втулки 18 и 19 для их фиксации с помощью фиксатора 20.Установка снабжена также установленным в корпусе 4 регулируемым ограничителем 21 хода штока 16, Фиксатор 20 и ограничитель 21 выполнены в виде гаек, установленных на резьбе в корпусе 4., Источник 14 давления подключен через вентиль 22 к камере 9 гидростатического давления, а через вентиль 23 - к надпоршневой полости 24, образованной поршнем 7 и заглушкой 25, Механизм 15 подъема и сброса корпуса 4 представляет собой лебедку с приводом и спусковое приспособление,Установка работает следующим образом.От источника 14 давления при открытых вентилях 22 и 23 производят предварительное нагружение образца 10 осевой и боковой нагрузками, создавая давления соответственно в камере 9 и источнике 14. При создании давления в камере 9 клапан 17 герметизирует камеру 9. Давление в камере 9 является боковым давлением на образце 10, а разность давлений в камере 9 и источнике 14 формирует осевую нагрузку на.образце 10.Для выполнения испытания образца 10 с боковой разгрузкой, пропорциональной осевой ударной деформации образца 10, поршень 8 с помощью втулок 18 и 19 и фиксатора 20 устанавливают в заданном положении, огра 3 1385017ничитель 21 удаляют. При сбросе корпуса 4 шток 16 взаимодействует с наковальней 2 и осуществляет ударное осевое деформирование образца 10. . При этом перемещение штока 16 приво 5 дит к отпиранию клапана 17 с постепенным увеличением площади сечения отверстия 6 в соответствии с ростом деформации образца 10. При отпирании клапана 17 давление в камере 9 падает пропорционально росту осевых деформаций образца 10.Для регулирования запаса энергии; передаваемой образцу 10 при разрушении, вращением фиксатора 20 изменяют начальное положение перегородки 5 и изменяют тем самым начальный объем полости 24.,С ростом начального объема полости 24 запасаемая энергия системы увеличивается.Для выполнения испытания образца 10 с постоянной скоростью боковой разгрузки устанавливают ограничитель 21 хода штока 16При сбросе корпуса 425 шток 16, взаимодействуя с наковальней 2, увеличивает перепускное отверстие 6 только до заданных размеров, определяющих скорость течения жидкости из камеры 9 и скорость бо ковой разгрузки образца 10. Осевое деформирование образца 10 идет за счет роста разности давлений в камере 9 и полости 24 при падении давле-: ния в камере 9. 35 1Для испытаний с частичной боковой разгрузкой устанавливают второй поршень 8 на заданном расстоянии от перегородки 5 и фиксируют его положе ние втулками 18 и 19 и фиксатором 20. При сбросе корпуса 4 боковая разгрузка образца 10 с изменяющейся или постоянной скоростью идет до тех пор, пока давление в камере 9 станет рав ным давлению в половти между перегородкой 5 и вторым поршнем 8. С этого момента разгрузка прекращается и дальнейшее деформирование образца 10 идет при постоянной боковой нагрузке.В этом состоит работа установки в основных режимах испытания образцов 10 с боковой разГрузкой.Без подачи жидкости под давлени 55 ем в камеру 9 установка работает при ударном разрушении предварительно нагруженного образца 10 осевым усилием. В режиме испытаний с частичной боковой разгрузкой после прекращения разгрузки при перемещении штока 16 наблюдается повышение боковой нагрузки за счет вхождения штока 16 в камеру 9 и соединенную с ней камеру 11 над вторым поршнем 8. Если указанное повышение давления лежит за пределами допустимого по условиям испытаний, то камеру 9 соединяют с клапаном избыточного давления типовой конструкции. При испытании в этом же . режиме с постоянной скоростью разгрузки после выравнивания давлений дефор- мирование образца 10 прекращается, что и используется для испытания образца 10 с деформированием без разру" щения.Установка обеспечивает ударное разрушение .образцов 10, находящихся под предварительным объемным нагружением, при этом ударное нагружение образца 10 осевой нагрузкой происходит одновременно с боковой разгрузкой образца 10. Разгрузка образца 10 может происходить при взаимосвязи с осевой деформацией образца 10, без связи с деформацией образца 10, до заданного уровня нагрузки. Установка допускает регулирование величины запасаемой энергии, передаваемой затем образцу 10 при разрушении.Формула изобретения 1. Установка для испытания материалов при сложнонапряженном состоянии, содержащая полый корпус с перегородкой, имеющей центральное отверстие, установленные в корпусе по разные стороны от перегородки первый и второй поршни, между которыми и перегородкой в корпусе образованы камера гидростатического давления, предназначенная для установки в ней образца, и компенсационная камера, опорные элементы для образца, один из которых установлен на первом поршне, устройство для ударного осевого нагружения образца, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем обеспечения .боковой разгрузки, пропорциональной осевой ударной деформации образца, устройство для ударного нагружения образца включает установленный по оси корпуса и проходящий через второй поршень шток с коническим клапаном, перекрывающим в исход1385017 Составитель В.Мешковский Техред М,Ходанич Корректор М.Максимишинец Редактор Н.Слободяник Тираж 847 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 1406/40 Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ном положении отверстие перегородки, а второй опорный элемент установлен на торце клапана.2. Установка по п,1, о т л и чаю щ а я с я тем, что перегородка и5 второй поршень выполнены подвижными,а в корпусе установлены съемные втулки для их фиксации.3. Установка по пп,1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что она снабжена установленным в корпусе регулируемым ограничителем хода штока.