Устройство для испытания на прочность образца при трехосном неравнокомпонентном сжатии

) (1) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 1 АВТО У СВИДЕТЕЛЪСТВ еФгюлел гиФРоРа ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Института геотехническоймеханики АН УССР(56) Авторское свидетельство СССРВ 1298588, кл. 0 01 й 3/08, 1985,(54) "УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НАПРОЧНОСТЬ ОБРАЗЦА ПРИ ТРЕХОСНОМНЕРАВНОКОМПОНЕНТНОМ СЖАТИИ(57) Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к устройствам для испытания на прочность образцовгорных пород при трехосном неравнокомпонентном сжатии. Цель изобретения - приближение условий испытания к реальным засчет обеспечения изменений боковой нагрузки относительно заданной постояннойвеличины, На основании 1 размещены на(51)5 6 01 И 3/10, Е 21 С 3 грузочные приспособления 2, каждое из которых выполнено в виде корпуса с цилиндрическими расточками 4, 5 и отверстием 6 для штока 11, связанного с опорной плитой 13 для образца 14. В расточке 4 установлены обойма 9 с продольным разрезом, опорная и нажимная втулки 7, 8 и эластичная втулка 10. В расточке 5 на штоке 11 закреплен поршень 12, разделяющий полость расточки 5 на две камеры 20 и 21, сообщенные через гидрораспределитель с дросселем. Камера 21 сообщена также с предохранительным клапаном. Для понижения боковой нагрузки относительно постоянной величины, определяемой степенью сжатия втулки 10, подают давление в камеру 20 и затем сообщают ее со сливом через дроссель. При этом вначале боковая нагрузка снижается, а затем возрастает до заданного уровня. Для повышения боковой нагрузки перекрывают слив из камеры 21. Давление в ней повышается досрабатывания предохранительного клапана и далее регулируется открытием дросселя. 6 ил,А-А4Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к устройствам для испытания на прочность образцов горных пород при трехосном неравнокомпонентном сжатии.Цель изобретения - приближение условий испытания к реальным за счет обеспечения изменений боковой нагрузки относительно. заданной постоянной величины.На фиг, 1 показано устройство для испытания на прочность образца при трехосном неравнокомпонентном сжатии, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - 6 - диаграммы напряжение - деформация при различных режимах изменения боковых нагрузок,Устройство содержит основание 1, уста-. новленные на нем нагрузочные приспособления 2, каждое из которых выполнено в виде корпуса 3 с основной и дополнительной цилиндрическими расточками 4, 5 и отверстием 6, упорной и поджимной втулок 7, 8, установленных в расточке 4, обоймы 9 с продольным разрезом, эластичной втулки 10 установленной между втулками 7, 8 и контактирующей своей внутренней поверхностью е наружной поверхностью обоймы 9,(штока 11, установленного в обойме 9, поршня 12, размещенного в расточке 5 и закрепленного на штоке 11, опорной плиты 13 для образца 14, связанной со штоком 11 посредством сферического шарнира 15 гайки 16, установленной в корпусе 3 для взаимодействия с поджимной втулкой 8, подвижных и неподвижных клиньев 17, 18 и кронштейнов 19 для установки средств (на чертеже не показаны) измерения деформации.В каждом корпусе 3 поршень 12.делит полость расточки 5 на понижающую камеру 20 (между торцовой стенкой корпуса 3 и поршнем 12) и повышающую камеру 21 (между поршнем 12 и упорной втулкой 7). Понижающая камера 20 сообщена через гидрораспределитель 22 с дросселем 23, а повышающая камера 21 - с предохранительным клапаном 24 и через гидрораепределитель 22 с дросселем 23, Камеры 20, 21 сообщены с манометрами 25, 26.Устройство работает следующим образом,Перед началом испытаний образца 14 проводят настройку нагрузочных приспособлений 2 на заданную величину бокового подпора. Вращая гайку 16, воздействуют на подвижную втулку 8, которая, перемещаясь в осевом направлении,.сжимает эластичную втулку 10, которая вследствие деформации сжимает обойму 9 с продольным разрезом, 50 том на заданное значение происходит следующим образом.Перекрыв слив из повышающей камеры21 закрытием дросселя 23, продолжают осевое нагружение образца 14, при этом давле ние в повышающей камере 21 будет растидо давления настройки предохранительного клапана 24, обеспечивая повышение в целом боковой нагрузки, При этом величину боковой нагрузки можно регулировать как настройкой предохранительного клапана 24 1015202530 3540 плотно прилегающую к штоку 11, обеспечивая настройку нагрузочных приспособлений 2 на заданное боковое сопротивление.После настройки нагрузочных приспособлений 2 на заданные величины бокового подпора устройство с образцом 14 устанавливают на нижнюю опорную плиту испытательной машины (на чертеже не показана) и придвигают нагрузочные приспособления 2 так, чтобы опорные плиты 13 плотно прилегали к боковым граням образца 14. Первоначальный боковой подпор образца 14 производится подвижным клином 17 до момента начала перемещения штока 11 в про-,тивоположном направлении, чтообеспечивает в дальнейшем при осевом нагружении (перпендикулярном плоскости основания 1) образца 14 от испытательной машины постоянство величины заданногобокового сопротивления, Поперечная деформация образца 14 определяется по фик-. сируемому перемещению штоков 11.Для моделирования поведения горных пород с учетом реакции основной нагрузкипри изменении величин боковых нагрузок необходимо провести следующие операции.Для понижения боковой нагрузки с возвратом на заданное значение необходимоподнять давление жидкости, находящейся в понижающей камере 20. При этом жидкость от маслостанциим (на чертеже не показана) через гидрораспределитель 22 нагнетается в понижающую камеру 20 до давления, обеспечивающего превышение бокового сопротивления, создаваемого эластичной втулкой 10. При этом корпус 3 нагрузочного приспособления 2 сдвигается вперед(в пределах деформации образца), Затем понижающая камера 20 соединяется со сливом через дроссель 23. В этом случае происходит сначала понижение боковой нагрузки, затем ее возрастание до заданного значения (см. фиг. 3). При этом осевое деформирование образца 14 не прекращается.Величина изменения давления в понижающей камере 20 фиксируется по манометру 25,Повышение боковой нагрузки с возвра(см. фиг. 5), так и открытием дросселя 23 (см, фиг. 4). Величина изменения давления в повышающей камере 21 фиксируется по манометру 26.Кроме того, данное устройство позволя ет переходить с заданной боковой нагрузки в сторону ее уменьшения, а затем увеличения с. возвратом на заданную величину, Для этого производят нагнетание жидкости в повышающую камеру 21. При этом в пер вый увомент происходит вычитание боковой нагрузки из заданной, т,е. ее уменьшение, затем по мере продолжения нагнетания жидкости происходит переход на режим повышения боковой нагрузки, исключив эле мент трения, создаваемого эластичной втулкой 10. При этом предохранительный клапан 24 настроен на давление, обеспечивающее превышение заданной боковой нагрузки. Затем, прекратив нагнетание и 20 открыв дроссель 23, восстанавливают заданную боковую нагрузку, включив в работу эластичный момент (см. фиг. 6), Поперечная деформация образца определяется по фиксируемомудатчиками перемещению штоков 11, 25Таким образом, устройство позволяет проводить испытания образцов горных пород в условиях, приближенных к реальным,Формула изобретенияУстройство для испытания на прочность 30 образца при трехосном неравнокомпонентном сжатии, содержащее основание, уста- новленные на нем нагрузочные приспособления. каждое из которых выполнено в виде корпуса с цилиндрической расточкой и отверстием в торцовой стенке, обоймы с продольным разрезом и эластичной втулки, установленных в расточке корпуса, поджимной втулки, установленной в корпусе с возможностью перемещения в осевом направлении и контактирующей с эластичной втулкой, штока, установленного в обойме, нажимной плиты для образца и средства измерения деформации, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью приближения условий испытания к реальным эа счет обеспечения изменений боковой нагрузки относительно заданной постоянной величины, в каждом корпусе нагрузочного приспособления выполнена дополнительная цилиндрическая расточка, а устройство снабжено поршнями, размещенными в дополнительных расточках корпусов и закрепленными на штоках, гидрораспределителями, предохранительными клапанами и дросселями, причем каждая полость дополнительной расточки между торцовой стенкойкорпуса ипоршнем сообщена через гидрораспределитель с дросселем, а полость между поршнем и основной расточкой - с дросселем и предохранительным клапаном,Ц) ОРипчУи Ыд), %Фиг, Ю,47 АРИиг лют,Рафаи ,з,д ЛРЕдОХраттЮЬнага Кпаааиа ,/Юа дакто твенно-издательский комбинат "Патент", г. Уж ул Гагарина 101 о Заказ 3203 ВНИИПИ Государствен 113оставитель В, Тэльвойшхред М.Моргентал Корректор Э, Лончак ираж Подписноего комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 5, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5