Способ испытания материалов на динамическое сжатие

(51) 4 С 01 Я 3/30 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 43 Ц-,ЕТЕЛЬСТВ Н АВТОРСКОМЪГ оордината точки пересе- ения начального запреа )СЧрмак 82 (Д Ч мскксС РБ (ЬсоЧобъем ре перегиба давление где Чрр вера в точке Р И- макс ОР Рк- ) са э С в ресивере в точба, кг/см оршня силовозбуточке перегиба,ке перегиплощадь идителя всмУнагрузкакг;максимальра, см;- максималление вкг/смг; где Рма очке перегиба,Ч гма кс 1 и объе сиве но допустимое давидросистеме,со ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела(56) Авторское свидетельство СССР )с 542937, кл. С 01 И 3/36, 1976.Авторское свидетельство СССР Р 736742, кл. С 01 Н 3/08, 1978. (54)(57) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ДИНАМИЧЕСКОЕ СЖАТИЕ, заключающийся в том, что образец, установленный между опорой и поршнем гидравлического силовозбудителя, нагружают импульсной нагрузкой путем подключения силовозбудителя к полости ресивера, начальный объем Ча и начальное даворление Р которого выбирают из усло- Ор нагрузка на образец при . максимуме его несущей способности, кг;жесткость гидравлического силовозбудителя, кг/см; сжимаемость рабочей жидкости, см /кг;начальная площадь поршня гидравлического силовозбулителя, см; дельного участка кривойнагрузка - перемещение(Р-а) с осью перемещений,см9Аь =Амокса макс - величина перемещения домаксимума нагрузки, см, и регистрируют диаграмму напряжение деформация, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью, повышения точности регистрации на участке остаточной прочности путем обеспечения постоянной скорости деформации, уменьшают в момент потери образцом связности площадь поршня силовозбудителя и изменяют объем ресивера и давление в нем рабочей жидкости, исходя из условий1177725 Ь - координата точки пересечеМния участка остаточной -эпрочности кривой (Р"Е) Изобретение относится к техникеиспытания материалов, в частностик способам испытания образцов приимпульсных динамических нагрузкахдля определения дейормационно-прочкостных свойств материалов.Цель изобретения - повышениеточности регистрации на участкеостаточной прочности путем обеспечения постоянной скорости деФормации, 10На Ьиг. 1 представлена схема устройства для осуществления способаиспытания материалов на динамическое сжатие; на фиг. 2 - диаграммаизменения давления в ресивере от перемещения поршня силовозбуждения икривая "нагрузка - абсолютная деформация испытуемого образца",Устройство содержит раму 1, гидравлический силовозбудитель 2 с порш-онем 3, два ресивера 4, для измененияобъема которых служат гайки 5, быстродействующие клапаны б, стол 7,закрепленный на поршне 3 и служащий для размещения образца 8, и источник 9 давления со сливным краном 10. Поршень 3 выполнен состоящимиз коаксиальных цилиндров, а силовозбудитель 2 имеет регулируемьйупор 11 для поршня 3.ЗОСпособ осуществляется следующимобразом.Для проведения испытания предварительно устанавпивают начальныйобъем ресивера Ч и начальное дав 35ление в нем Р , В зависимости отр р Фзапредельных характеристик испытуемого образца породы, полученныхдля ближайшей статической скоростидеформации, создаваемая гидравлическим силовозбудителем нагрузка наобразец за максимумом его несущейспособности незначительно и примерно на постоянную величину должнапревосходить несущую способность45образца. с осью перемещений за вычетом перемещения до точкиперегиба й , см. Выбор необходимого начальногообъема Ч ресивера и начальногодавления в нем Ро осуществляют следующим образом,Строят полную диаграмму "нагрузка - перемещение (Р-Ь), включаяучасток за максимумом несущей способности и участок остаточной прочности, полученную для образца даннойпороды при ближайшей статическойскорости деформации.Начальный объем ресивера Чопределяют исходя из необходимогорасхода жидкости Ь Ч при деформацииобразца на величину , сжимаемостирабочей жидкости, начальногодавления Р в ресивере, упругойордеформации рамы силовозбудителя Гц/С и начальной площади поршня 8 оо:ьЧ=Ч ./Ь Рр ,(2)где Г, - нагрузка на образец примаксимуме его несущейспособности;С - жесткость гидравлического силовозбудителя;Ь - координата точки пересечения начального запредельного участка кривой(Г-Ь) с осью перемещений.Приравнивая уравнения (1) и (2),получаемРммд )СО СЧо (3)ор а.рДавление в ресивере Рвыбираюттак, что усилие, развиьаемое нагружаемой системой, примерно соответствует несущей способности образцана первоначальном нисходящем участкехарактеристики "нагрузка - абсолютная деформация", т.е, угол наклонахарактеристики "нагрузка " абсолютная деформация" нагружающей системыи угол наклона первоначального нис(6) ходящего участка характеристики образца "нагрузка - абсолютная деформация" должны совпадать (фиг.2).Тогда получаютР оР Р макс5 где Р - начальное усилие, равноеорРор со фЬз=Ь- д макс10дмакс - величина перемещения домаксимума нагрузки,ОтсюдаГ (д- -- -)Рма ксма ксР15Р,ма )СВ момент потери образцом связности, что соответствует точке. перегиба кривой "нагрузка - деформация" и ее переходу на участок остаточной прочности, определяющими становятся свойства образца в точке и за точкой перегиба.Так как нагрузка Р в точке перегиба и далее значительно меньш то выгодно в точке перегиба умень - шить площадь поршня до величины 8Я и увеличить давление в ресиср совере ло величины РР ) Ро , так какРппри этом увеличивается сжимаемость 30 жидкости и требуется меньший объем ресивера. Таким образом, давление Р и рабочей жидкости в ресивере и его объем ЧРп в точке перегиба устанавливают из условийР = - "-сР(5)Р" 8 сп Р максЧРп Р Рп ф40 где Р - максимально. допустимоедавление в гидросистеме;1 ма ксд 1 п - координата точки пересечения участка остаточной 4прочности кривой (Г в д )с осью перемещений завычетом перемещения доточки перегиба ДпфЧ - максимальный объем реси.масвера.Если имеющегося объема ресивера Чдостаточно для выполнениямаксусловия (6), то можно не изменять площадь поршня и давление в ресивере,Открыв кран 10 и быстродействующие клапаны 6, гайками 5 регулируют объем ресиверов 4 до расчетных величин Чо и Ч , закрывают кран 10, отрегулировав проссели быстродействующих клапанов 6, клапаны 6 запирают. Изменяют начальное давление ресиверов 4 до расчетных величин РоР и Рпп путем подсоединения их последовательно к источнику 9 давления и устанавливают образец 8, После открывания быстродействующего клапана 6 первого ресивера 4 (с параметрами Ч , РоР) сжатаяор ф ОРв ресивере жидкость, расширяясь, попадает в рабочую полость силовозбудителя 2 и, перемещая стол 7, через коаксиальные цилиндры поршня 3 деформирует образец 8, При достижении частью коаксиальных цилиндров поршня 3 упора 11 эта часть останавливается и далее в нагружении участвует часть цилиндров поршня с площадью Ясп( Я , В момент касания упора 11 конечного выключателя (не показан) вторымклапаном 6 к полости силовозбудителя 2 подсоединяется второй ресивер 4 (с параметрами ЧРп, РРп) и продолжается деформирование на участке остаточной прочности. Первый ресивер 4 (если давление в нем ниже, чем во втором ресивере) одновременно отключается своим быстродействующим клапаном 6."ор бщщ актор 6/44 Тираж 897 Под ВНИИПИ Государственного комитета С по делам изобретений и открытий 035, Москва, Ж, Раушская наб д