Сдвиговой стенд

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН а 1) 13106 д) , С 01 И 19/02 33/ ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ НИЯ 11 г(21) (22) Уф 18мобиль орож Бакат вчу 1.5 088.8) ельство СССР1/00, 1962,ьство СССР19/02, 1973,Фие,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 3992052/31-3312.12,85(71) Московский автонйй институт(57) Изобретение относится к областистроительства и предназначено для определения напряжения сдвига материалов и грунтов по металлической но-.верхности при ультразвуковом воздействии. Целью изобретения является повышение эАЬективности испытания путем моделирования в плоскости сдвигатребуемого температурного режима своэможностью его регулирования, Стенд,включающий металлическую раму 1 скареткой 5, обойму 1 О для размещения1310696 образца материала, пригрузочное приспособление с штангой 14 и штампом12 и источник ультразвуковых колебаний с излучающей поверхностью 9, дополнительно, снабжен источником хладагента и приборами для контроля ификсации температуры. Штамп 12 вы 1Изобретение относится к строительству иможет быть использовано для определения влияния различных факторов на напряжение сдвига различных материалов и грунтов по металлической по верхности при ультразвуковом воздействии,Цель изобретения - повышение эффективности испытаний путем моделирования в плоскости сдвига требуемого тем.10 пературного режима с возможностью его регулирования. На фиг.1 изображен сдвиговой стенд, общий вид в разрезе; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 узелна Фиг,2; на фиг,4 - схема сдвигового стенда.Сдвиговой стенд содержит металлическую раму 1 с регулировочными Вин 20 тами 2 и закрепленными на ней при помощи болтовых соединений 3 с возможностью вертикального перемещения направляющими 4, каретку 5, снабженную катками 6 и установленную подвижно в направляющих 4, жестко закрепленный на каретке 5 источник 7 ультразвуковых колебаний, например магнитострикционный, с теплоизолированным корпусом 8 и излучающей поверхностью 9 и цилиндрическую обойму 10 без дна с размещенными внутри и концентрично ее оси съемным кольцом 11 и штампом 12 с крышкой 13. Штамп 12 жестко связан со штангой 14, которая установлена подвижно с возможностью вертикального перемещения в жестко закрепленной на раме 1 направляющей втулке 15 и соединена шарнирно с нагрузочным рычагом 16,4 О на свободном. конце которого подвешена подставка 17 со съемными (сменными) грузами 18. Обойма 10 без дна посредством шпипек 19 с гайками 20 полнен полым, причем эта полость икорпус 7 источника ультразвуковыхколебаний сообщены с источником хладагента, Обойма 10 и корпус 7 источника ультразвуковых колебаний теплоизолированы, причем последний размещенна каретке 5, 1 з.п. ф-лы. 4 ил. с возможностью регулировки прикреплена к раме 1 и снабжена теплоиэоляционным кожухом 21 и двумя болтами 22 для фиксации в ней съемного кольца 11. Кольцо 11 из пластмассы, например ударопрочного полиэтилена высокого давления, выполнено с внутренним диаметром, равновеликим наружному диаметру штампа 12. Последний выполнен полым с отверстиями 23 и 24 с одной стороны для подвода и отвода хладагента и герметично закрыт крышкой 13. Теплопроводность материала крышки 13 больше теплопроводности материала штампа 12.Полости штампа 12 и корпуса 8 источника 7 ультразвуковых колебаний заполнены хладагентом, например этиленгликолем, и соединены теплоизолированными трубопроводами (не показаны) через трехходовой кран 25,ох- . ладитель 26 и кран 27 и источником хладагента - емкостью 28,Каретка 5 с источником 7 ультразвуковых колебаний через тензометрическое кольцо 29 связана с приводным механизмом 30. Стенд снабжен комплектом тензометрической аппаратуры 31, ультразвуковым генератором 32 и комплектом для измерения температуры контактным способом, например потенциометром 33 с термопарами 34. Сдвиговой,стенд работает следующим образомКаретку 5 с источником 7 ультразвуковых колебаний устанавливают за обойму 10 в крайнее правое положение, а рычаг 16 со штангой 14 и штампом 12 - в крайнее верхнее положение с фиксацией. Кольцо 11 с испытуемым материалом, например грунтом, помещают в обойму 10 и фиксируют болтами 22. Затем каретку 5 устанавливают под центр кольца 11 с испытуемымматериалом. Ослабляют болтовые соединения 3 и регулировочными винтамн 2 устанавливают направляющие 4так, чтобы излучающая поверхность 9стала параллельной схемному кольцу11 с материалом, а шпильками 19 сгайками 20 устанавливают зазор между ними для размещения теплоизолятягивают болтовые соединения 3.Посредством трехходового крана 25 и теплоизолированных:трубопроводов из емкости 28 подают хладагент в полости штампа 12 и корпуса 8 источни ка 8 ультразвуковых колебаний одновременно или раздельно (в зависимости от требуемых условий испытаний). Рычагом 16 через штангу 14 приводят крышку 13 штампа 12 (предварительно 20 смазанную тонким слоем глицерина для предотвращения примерзания) в соприкоснование с испытуемым материалом.Между хладагентом и испытуемым материалом через крышку 13, выполненную 25 из материала с теплопроводностью больше теплопроводности материала штампа 12, происходит теплообмен, при котором испытуемый материал охлаждается хладагентом до требуемой темпе ратуры. Подавая хладагент в полость корпуса 8 источника 7 ультразвуковых колебаний, охлаждают до требуемой температуры металлическую излучающую поверхность 9.35После приобретения испытуемым материалом и металлической излучающей поверхностью 9 требуемых величин температуры, рычаг 16 переводят в крайнее верхнее положение, приподнимают 40 обойму 10 с кольцом 11 и материалом, вращением гаек 20 убирают теплоизоляционную прокладку. Опускают рычаг 1.6, который через штангу 14 и штамп 12 перемещает испытуемый материал в 45 кольце 11 до соприкосновения его с излучающей поверхностью 9. Таким образом моделируют в плоскости сдвига требуемый температурный режим. 50Температуру хладагента, определяющую требуемый температурный режим в плоскости сдвига, регулируют охладителем 26, например жидким азотом, через который проходит хладагент, а его расход - кранами 25 и 27. Контроль и Фиксацию значений температуры хладагента, испытуемого материала и излучающей поверхности 9 осуществляют 3 1310696 4комплектом для измерения температурыконтактНым способом, например терпарами 34, подключенными к потенциометру 33, с регистрацией на самописце.Выдерживают требуемое по условиямиспытаний время контакта между материалом и металлической излучающей поверхностью 9, фиксируя его таймером ционной прокладки (не показана)За (не показан).Удельное давление испытуемого материала на металлическую излучающуюповерхность 9 источника 7 ультразвуковых колебаний, передаваемое на испытуемый материал посредством штампа 12, штанги 14 и нагрузочного рычага 16, устанавливают сменой съемных грузов 18 на подставке 17.На источник 7 ультразвуковых колебаний подают питание от ультразвукового генератора 32 и включают приводной механизм 30 перемещения каретки 5.Параллельно осуществляют регистрацию напряжения сдвига материала комплектом тензометрической аппаратуры 31. Сдвиг происходит по по"верхности контакта испытуемого материала и металлической излучающей по,верхности 9. Требуемая для испытаний максимальная площадь этого контакта, равная площади внутреннегодиаметра съемного кольца 11, обеспе"чивается установкой излучающей поверхности 9 параллельно съемномукольцу 11 с испытуемым материалом.Скорость сдвига регулируют приводным механизмом 30. Жесткое крепление направляющей втулки 15 к металлической раме 1 увеличивает присдвиге суммарную жесткость элементов стенда, удерживающих съемноекольцо 11 с испытуемым материаломстрого в горизонтальном положении параллельно излучающей поверхности 9.После проведения испытаний кольцо 11 освобождают от материала, длячего каретку 5 перемещают в крайнееправое положение, а материал штампом 12 (за счет действия пригрузки)удаляют из кольца 11 вниз, послечего рычаг 16 переводят в крайнееверхнее положение и фиксируют.Стендвновь готов к проведению испытаний.Результаты испытаний сопоставляютсо сдвигом материала по металл безналожения ультразвуковых колебаний,Предлагаемый сдвиговой стенд (посравнению с известными) позволяет моделировать в плоскости сдвига мате 5 13 риала по металлической поверхности ,любой требуемый температурный режим, возникающий в реальных погодных условиях, с воэможностью его регулирования и определять при этом напряжение сдвига при наложении ультразвуковых .колебаний (в зависимости от скорости сдвига, удельного давления материала на металлическую поверхность, времени их контакта независимо от температуры окружающей среды), что повышает эффективность лабораторных испытаний ипроизводительность экспериментальных исследований.Формула изобретения1. Сдвиговой стенд, включающий металлическую раму с направляющими и установленной в них кареткой,обойму со съемным кольцом для размещения образца грунта, приводной механизм каретки, приспособление для вертикальной пригрузки в виде рычага с грузами и штанги со штампом и источник ультразвуковых колебаний с излучающей поверхностью, размещен 1069 б 6ные под обоймой, о т л и ч а ющ и й с я тем, что,с целью повышения эффективности испытаний путеммоделирования в плоскости сдвигатребуемого температурного режимас возможностью его регулирования,стенд снабжен источником хладагента и приборами для контроля и фиксации температуры, штанга снабжена10 втулкой, жестко закрепленной на раме, а обойма - теплоизоляционным кожухом, причем штамп выполнен полымсо съемной крышкой, а источник ультразвуковых колебаний выполнен с15 теплоиэолированным корпусом и закреплен на каретке, направляющие которой установлены с воэможнос-ью вертикального перемещения относительнорамы, при этом полости с источником20 хладагента, а штанга размещена вовтулке с возможностью вертикальногоперемещения,2. Стенд по п.1, о т л и ч а ю - 25 щ и й с я тем, что крышка штампа вы- .полнена из материала с большей тепло-проводностью, чем у материала шампа, ВидА.Ходанич Сост Те хр ер едакт еви аказ 1883/39 ное 4/5 нно-полиграфическое предприятие, г.ужгород ектная,4 изво Тираж 777НИИПИ Государственногпо делам изобретений13035, Москва, Ж,Подпкомитета СССи открытийаушская наб.,