Способ испытания материалов на динамическое сжатие

,РЕСПУБЛИК 80736742 сЮ 6 01 Ю 3 08 зГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ траци еформ в пут корос обеспечения реги вой "напряжение- хрупких материал ния постоянства ции образца, объ давление Р 0 ре й кридля: ол я ддержа" ормаальное ают из м п и на выби м Чивера о е Ма РИАЛОВ аю н идр гру- путем полосграмт л ич а АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (53) 620. 172 (088 .8)(56) 1. Авторское свидетельство ССС Р 276476, кл. С 01 Б 3/36, 1966.2. Авторское свидетельство СССР В 542937, кл. С 01 Н 3/36, 1977 (прототип).(54)(57) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТНА ДИНАМИЧЕСКОЕ СЖАТИЕ, заклщийся в том, что образец уствают между опорой и поршнемлического силовозбудителя, нжают его импульсйой нагрузкоподключения силовозбудителяти ресивера и регистрируют дму "напряжение-деформация",ю щ и й с я тем, что, с- нагрузка на образец примаксимуме его несущейспособности;- жесткость гидравлического силовозбудителя; - площадь поршня гидравлического силовозбудителя, - сжимаемость рабочейжидкости- полная абсолютная деформация образца;- абсолютная запредельнаядеформация образца (замаксимумом несущейспособности).Изобретение относится к областииспытания материалов при импульсныхдинамических нагрузках с целью определения их Физико-механических, вчастности деформационно-прочностньп,свойств.Известен способ импульсного динамического нагружения образцов, использующий расширение предварительно,сжатого газа или энергии пороховых 10.газов, воздействующих на нагружающий поршень или снаряд 1 3.Недостатком этого способа является наличие большого количества избыточной энергии в нагружающей системе, вследствие чего скорость деформации за максимумомнесущей способности образца резковозрастает, и не удается регистрировать полную диаграмму "напряжение-деформация", включая участокпадения несущей способности образцаот максимума до нуля, так как нетспособов развертки во временидйнамических- процессов со скоростью,меняющейся на несколько десяТичныхпорядков.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является способ исйытания материалов на динамическое сжатие, заключающийсяв том,что образецустанавливают между опорой и поршнем гйдравлического силовоэбудителя, нагружают его импульсной нагрузкой путем подключения силовозбудителя к полости ресивера ирегистрируют диаграмму "напряжениедеформация"2).Недостатком способа является неВоэможность снятия пОлнОЙ криВОЙ 40"напряжение-деформация" из-за того,что максимум импульса нагружениярассчитан по максимуму несущей способности образца, а скорость нагруженйя его не регулируется. 45Целью изобретения является обеспечение регистрации полной кривой"напряжение-деформация" для хрупкихматериалов путем поддержания постоянства скорости деформации образца.Это достигается тем, что объемУ 1 и начальное давление ( РОР 1 ресивера выбирают из условия Г5 (. - ,максЧ=Р Дрор где Г к - нагрузка на образец примаксимуме его несущейспособности;с - жесткость гидравлического силовозбудителя 15 с - площадь поршня гидравлического силовоэбудителя;р - сжимаемость рабочейжидкости;Д - полная абсолютная деформация образца;,д - абсолютная запредельнаяЪдеформация образца (замаксимумом несущей способности).На фиг.1 представлена схема устройства для осуществления способа;на Фиг.2 - диаграмма изменения давления ресивера и кривая "напряжение-деформация" испытуемого образца.Устройство для испытания на динамическое сжатие содержит жесткуюраму с опорой 1, на которой установлен гидравлический силовозбудитель, например гидродомкрат 2, напоршень 3 которого, являющийся,столом, помещают испытуемый образец 4. Полость гидродомкрата соединена с ресивером 5 переменногообъема магистралью 6 с быстродействующим клапаном 7.Ресйвер выполнен в виде гидроцилйндра, положение штока 8 которогорегулируется гайкой 9, Ресивер соединен с источником 10 давления и через кран 11 со сливом.Способ осуществляется следующимобразом,Для проведения испытания необходимо предварительно установить начальный объем ресивера ЧРи начальное давление в нем (Р ).В зависимости от запречельных характеристик испытуемогообразца породы,полученных для ближайшей статическойскорости деформации, создаваемаягидравлическим силовоэбудителемнагрузка на образец за максимумом,:его несущей способности незначительна Й примерно на пбстоянную величину должна превосходить несущую способность образца.Выбор необходимого начальногообъема Ч ресивера и начальногодавления в нем Рр осуществляетсяследующим образом. Строится полнаядиаграмма "нагрузка-деформация" (-Д)736742 включая участок за максимумом несущей способности, полученная дляобразца данной породы при ближай"щей статической скорости деформации. 5Начальный объем ресивера Ч опРределяется, исходя из необходимогорасхода жидкости (ЬЧ при деформации образца на величину Ь, сжимаемости (5 рабочей жидкости, на Очального давления Ро и ресивере,упругой деформации рамы гидродомкра"та 1"-мак 1 с и площади поршня домкрата 6,где(, "макс) где Р ор с 15Предварительно выбранный объемресивера и начальное давление в немдо опыта увеличивают; на 10-207. (навеличину незнания свойств образца 20при динамическом нагружении).После этого, открыв кран 11 гайкой 9, регулируют объем ресивера.Закрывают кран 11. Отрегулировавдроссель быстродействующего клапана7 на заданную скорость нагружения,клапан 7 запирают, Изменяют началь-ное давление ресивера до расчетнойвеличины (Р ) путем подсоединенияего к источнику 10 давления и уста. навливают образец. После открытиябыстродействующего клапана 7 сжатияв ресивере жидкость, расширяясь,попадает в рабочую полость гидродомкрата и, перемещая стол-поршень,деформирует образец.35 дЧрР(1) (2) макс получаем максР Р р- Предлагаемый способ позволит получать запредельные характеристикипри высоких скоростях нагружения,расширить возможности испытания хрупких горных пород за максимумом ихнесущей способности, уточнить паспорта крепления горных выработок, т.е.прогнозировать опасность горных ударов и устойчивость целиков. Приравнивая уравнения (1) и (2),Давление в ресивере Р выбирается так, чтобы усилие, развиваемое нагружающей системой (гидродомкрат, рама), примерно соответствовало несущей способности образца на всем нисходящем участке характеристики "нагрузка -, деформация", т.е. угол наклона характеристики "нагрузка - деформация" нагружающей системы и угол наклона нисходящего участка характеристики образца "нагрузка - деформация" должны совпадать (фиг.2).Тогда имеемр максмаркс максРс Э С откудамакс(к маккк)/д - абсолютная запредельнаядеформация образца (эа максимумом несущей способности).Коцвбняк КорректорА. Состав Техред актор Л. Утехин рен аказ 3981/ НИИПИ 113035 филиал ППП "Патент", г, Ужгор Проектная,4 Тираж 823 ПодписноеГосударственйого комитета СССРелам изобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5