Установка для динамических испытаний образцов материалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 11 3/30/ С 39/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ О ИЗОБРЕТЕНИ РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к испытательной технике, к установкам для ди"намических испытаний образцов материалов, в частности элементов шахтной крепи. Цель изобретения - приближение условий испытаний к реальнымпутем обеспечения последовательногоразрушения группы образцов с увеличи 0 го дела 088.8)свидетельств СССР75. 01 Б 3/30,(21) 41844 (22) 22. 0 (46) 07.1 (71) Всесо ский инсти и маркшейд (72) Е.В,Л (53) 620, (56) Автор У 542937,83/21436002вающейся скоростью деформирования.На основанииразмещены соосно ресивер2 и нагружающий гидроцилиндр(ГЦ) 3. Между полостями ресивера 2 и ГЦ 3 ус, тановлен отсечной клапан 5. Шток 4 ГЦ 3 соединен с двухсторонней зубчатой рейкой (Р) 9. На основании 1 установлен с возможностью вращения вал, на котором с возможностью взаимного поворота установлены соосно две шестерни. Последние соединены соответственно. с противоположными сторонами Р 9. К одной шестерне прикреплен рычаг 13 с захватами 6 для группы образцов. Расстояния между захватами 6 определяются заданным диапазоном скоростей Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для динамических испытанийобразцов материалов, и может быть использовано для исследования энергообмена между нагружающей системойи разрушаемыми элементами.при ударном воздействии, например, массивомгорных пород и рядом стоек шахтнойкрепи.Цель. изобретения - приближениеусловий испытаний к реальным путемобеспечения последовательного разрушения группы образцов с увеличивающейся скоростью деформирования.На фиг.1 показана схема установкидля динамических испытаний образцовматериалов, вид спереди; на фиг,2 -то же, вид сбоку,20Установка содержит основание 1,соосно установленные на нем ресивер2 и нагружающий гидроцилиндр 3 со штоком 4, отсечной клапан 5 размещенный между ресивером 2 и нагружающим 25гидроцилиндром 3, основные и дополнительные захваты 6 и ударники 7 дляобразцов 8 испытуемой группы, двухстороннюю зубчатую рейку 9, соединенную со штоком 4 гидроцилиндра 3, две 30шестерни 10 и 11, установленные соосно на валу 12 с воэможностью взаимного поворота и соединенные с противоположными сторонами зубчатой рейки 9,деформирования, На второй шестернезакреплен рычаг 14 с ударниками 7.Полость ресивера 2 соединена с источником давления жидкости, При открытии отсечного клапана 5 жидкостьпод давлением поступает из ресивера2 в ГЦ 3, шток 4 которого перемещает Р 9, Противоположные стороны Р 9вращают шестерни во встречном направлении. Рычаги 13 поворачиваются навстречу друг другу, а ударники 7 поочередно разрушают образцы. Размещенные ближе к оси вала образцы разрушаются первыми и с меньшими скоростями деформирования, чем удаленные.2 ил. и два рычага 13 и 14, закрепленныесоответственно на шестерне 1 О посредством втулки 15 и валу 2 и расположенные радиально относительно осишестерен 10 и 11.Захваты б закреплены на рычаге 13на различных расстояниях от оси шестерен 10 и 11, определяемых заданнымсоотношением скоростей деформированияобразцов 8, а ударники 7 закрепленыиа рычаге 14 соответственно захватам6, Шестерня 10 установлена на валу 12с возможностью вращения относительнавала 12, а шестерня 11 закреплена навалу 12 посредством шпонки 16.Установка содержит также источник17 давления жидкости, соединенный сресивером 2, и приспособление 18 дляоткрытия отсечного клапана 5,Установка работает следующим образом,При закрытом клапане 5 с помощьюисточника 17 давления жидкости запасают необходимую энергию нагружающейсистемы, величина которой определяется объемом ресивера 2 и давлением жидкости в нем, Приспособлением 8 открывают отсечной клапан 5, жидкостьпод давлением поступает из ресивера2 в рабочую полость гидроцилиндра 3и перемещает шток 4 вместе с закрепленной на нем двусторонней рейкой 9,Рейка 9 одной стороной поворачиваетз14360шестерню 11 и вал 12 вместе с рычагом14 и размещенными на нем ударниками7, а второй стороной рейка 9 поворачивает шестерню 1 О с втулкой 15 и5рычагом 13 во встречном направлении.Рычаги 13 и 14 поворачиваются навстречу друг другу, ударники 7 поочередно разрушают образцы 8 так, что первыми разрушаются образцы, расположенные вблизи оси вращения шестерен, апоследними " образцы, наиболее удаленные от оси вращения. При этом об"разцы, разрушаемые первыми, деформируются с меньшими скоростями, чем образцы, разрушаемые последними, поскольку первые из них перемещаются поменьшим радиусам и имеют меньшие линейные скорости сближения с соответствующими ударниками 7. Осуществляется последовательное разрушение группыобразцов 8 с увеличивающейся скоростью деформирования образцов от первого к последнему.Следующий опыт проводят при новом 25запасе энергии и при новой скоростиее подвода, что регулируется, соответственно, изменением начального дав"ления жидкости в ресивере 2 и рабочимсечением отсечного клапана 5. При пос-З 0тепенном изменении величины запасенной энергии наступает момент, когда. запасенной энергии недостаточно дляразрушения группы образцов 8, силоваяконструкция становится способной противостоять разрушению. Детально иследуется зависимость числа разрушенных образцов 8 от объема энергии искорости ее подвода при неполном разрушении группы, Фиксируется остаточная энергия системы по остаточномудавлению в ресивере 2 и нагрузка,создаваемая этим давлением на первомиз оставшейся неразрушенной группыобразце 8, Таким образом, исследует"ся энергообмен между нагружающей системой и группой несущих элементовпри последовательном их разрушениис нарастающей скоростью деформировапия,50Число образцов 8 в группе, их прочностные характеристики подбирают всоответствии с реальной конструкцией,работу которой исследуют. В соответствии с этими данными подбирают начальное давление в ресивере 2. В качестве отсечного клапана 5 при малых скоростях нагружения можно использовать вентиль с регулируемым расходом жидкости, при больших скоростях - клапан взрывного действия.Изобретение обеспечивает исследование энергообмена между нагружающей системой и разрушаемой конструкцией, при котором разрушаемая конструкция заменяется группой образцов, разрушаемых последовательно при нарастающей скорости деформирования образцов в группе. Этот вид энергообмена воспроизводит энергообмен между массивом горных пород и рядом стЬек шахтнбй крепи. Результаты исследования этого энергообмена позволят бо г лее точно определять параметры крепления горных выработок, правильно выбирать конструкции крепи и материалы для их изготовления для специальных условий возможного катастрофического обрушения выработок. Формула и э о б р е т е н и яУстановка для динамических испытаний образцов материалов, содержащаяоснование, установленные на нем ресивер, нагружающий гидроцилиндр со што-,ком и отсечной клапан, размещенныймежду ресивером и нагружающим гидроцилиндром, захват для образца и ударник, связанный со штоком нагружающего гидроцилиндра, о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что, с целью приближения условий испытаний к реальнымпутем обеспечения последовательногоразрушения группы образцов с увеличи"вающейся скоростью деформирования,она снабжена зубчатой рейкой, соединенной со штоком гидроцилиндра дву-,Фмя шестернями, установленными сооснона основании с возможностью взаимного поворота и связанными с зубчатойрейкой, двумя рычагами, связанными сшестернями и расположенными радиально относительно осей шестерен, и дополнительными захватами и ударникамипо числу образцов в группе, при этомзахваты закреплены на одном из рычагов на различных расстояниях от осишестерни, определяемых заданным соотношением скоростей деформированияобразцов, а ударники закреплены надругом рычаге соответственно захва"там,1436002 г.Р Составитель В.Тальвойшица Техред М,Моргентал Корректор В,Романенко едактор аказ 5639/ ное ССР 5 оизводственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород роектная 11 12 2 Тираж 847 ВНИИПИ Государственнопо делам изобретении 13035, Москва, Ж, Ра Подпи о комитета С и открытий шская наб.,