СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА ВНЕЦЕНТРЕННОЕ СЖАТИЕ Российский патент 2018 года по МПК G01N1/28 G01N3/08 

Описание патента на изобретение RU2649609C1

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу изготовления образцов для испытания на внецентренное сжатие.

Известен способ изготовления образца для испытания на внецентренное сжатие в виде двутаврового профиля путем высверливания отверстий по углам на верхней и нижней опорной поверхности образца для его фиксации в устройстве для испытаний. /Патент №127920 (2006.01), МПК G01N 3/00 Образец и устройство для испытания на внецентренное сжатие / А.Н. Муморцев, А.П. Литиков, М.А. Кальмова, Е.В. Бондарева, заявл. СГАСУ 18.05.2012, опубл. 10.05.2013. Бюл. №13/.

Недостатком известного способа является сложность и трудоемкость выполнения отверстий в тонких полках образца двутаврового профиля, а в некоторых случаях невозможность их выполнения. Также изготовленный данным способом образец сложно фиксировать в устройстве для испытаний, т.к. создает сложность для центрирования, что влечет за собой искажение результатов при исследовании влияния эксцентриситета сжимающей нагрузки на распределение напряжений по поперечному сечению.

Наиболее близким способом изготовления образца того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ выполнения на верхней и нижней опорной поверхности четырехугольной призмы симметричных парных сферических лунок для центрирующих элементов, одну пару из которых размещают по ее продольной оси, а вторую пару - на заданном расстоянии от оси. / Сопротивление материалов. Руководство по выполнению и журнал лабораторных работ. Автор: В.Г. Подойников, Челябинск, 2010 г., стр. 52/. Принят за прототип.

Недостатком известного образца изготовленного известным способом является ограниченная возможность исследования влияния эксцентриситета сжимающей нагрузки на распределение напряжений по поперечному сечению и невозможность непосредственного определения напряжений в центре тяжести сечения.

Сущностью заявленного изобретения является изготовление образца для испытания на внецентренное сжатие, позволяющего повысить точность показателей влияния эксцентриситетов на распределение напряжений в сечении, включая и непосредственно центр тяжести.

Техническим результатом изобретения является повышение точности показателей напряженного состояния материала образца при внецентренном сжатии.

Технический результат достигается тем, что в известном способе изготовления образца для испытания на внецентренное сжатие путем высверливания на верхней и нижней опорной поверхности четырехугольной призмы симметричных парных сферических лунок для центрирующих элементов, одну пару из которых размещают по ее продольной оси, определяют ядро сечения призмы и высверливают дополнительные две пары сферических лунок, при этом три пары сферических лунок размещают по границе ядра сечения, а среднюю часть призмы, равную не менее 1/3 его длины, изготавливают в виде равнополочного двутавра.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена схема образца для испытания на внецентренное сжатие, где приняты следующие обозначения: образец - 1, сферическая лунка - 2, центрирующий элемент - 3.

На фиг. 2 изображен разрез по средней части образца, где приняты следующие обозначения: образец - 1, сферическая лунка - 2.

Образец - 1 имеет различное поперечное сечение по своей длине. В опорных зонах на расстоянии не более чем 1/3 от своей длины, образец - 1 имеет поперечное сечение в виде прямоугольного или квадратного профиля, а в средней части - в виде равнополочного двутавра (фиг. 2).

Для установки центрирующих элементов - 3 в виде стальных сфер на верхней и нижней опорной поверхности образца - 1 симметрично попарно высверлено по четыре сферические лунки - 2, одна пара которых совпадает с продольной осью образца, а другие расположены по границе ядра сечения. Ядро сечения - некоторая область поперечного сечения вокруг центра тяжести, внутри которой можно располагать точку приложения силы, не вызывая в сечении напряжений разного знака. Очертание ядра сечения получают путем определения координат приложения силы, при которых напряжение под силой будет равно нулю. Координаты ядра сечения вычисляются по известным формулам

; ,

где iy, iz - радиусы инерции относительно оси Y и Z, соответственно;

а у, az - отрезки, полученные отсечением касательной, проведенной к контуру сечения, центральных осей Y и Z.

Ослабление образца - 1 в средней части в виде равнополочного двутавра позволяет замерить величину напряжений в центре тяжести сечения. Сплошные призматические участки в опорных зонах образца - 1 обеспечивают надежность работы образца, связанную с восприятием сосредоточенных нагрузок, передаваемых на образец - 1 при испытаниях.

Изготавливают образец - 1 следующим образом.

Первоначально выбирают металлическую заготовку в виде призмы с соответствующими геометрическими параметрами. Затем на станке в средней части заготовки с двух сторон производят удаление материала, получая в конечном результате в средней трети поперечное сечение в виде равнополочного двутавра. Глубина удаления материала определяется по формуле

,

где b - ширина поперечного сечения образца;

t - толщина стенки поперечного сечения равнополочного двутавра.

Далее определяют ядро сечения на опорных поверхностях заготовки и путем высверливания, в заранее отмеченных местах, выполняют сферические лунки. Для получения образца на внецентренное сжатие высокой точности опорные поверхности подвергают шлифованию. В результате получают качественный образец для испытания на внецентренное сжатие.

После изготовления образца - 1 его подготавливают к испытанию. В средней части ослабления вдоль продольной оси стенки с противоположных сторон наклеивают два тензорезистора. На кромках полок с внутренней и внешней стороны также наклеивают попарно тензорезисторы в количестве восьми штук. Таким образом, обеспечивается возможность определять средние напряжения в пяти точках образца при четырех вариантах его нагружения. Благодаря указанному расположению тензорезисторов подтверждается:

- постоянство нормальных напряжений в центре тяжести сечения при любых вариантах наружения и его равенство напряжению, создаваемому центральным сжатием;

- взаимность эксцентриситетов и величин отрезков, определяющих положение нулевой линии в сечении;

- ромбовидность формы ядра сечения.

Испытание образца - 1 на внецентренное сжатие проводят следующим образом. Сначала устанавливают центрирующие элементы - 3 в сферические лунки - 2, расположенные в верхней и нижней опорной поверхности образца - 1, которые совпадают с продольной осью испытуемого образца - 1. Затем образец - 1 размещают в универсальную машину, например, типа УММ, между верхней неподвижной и нижней подвижной траверсами и производят ступенчатое нагружение образца - 1. Затем центрирующие элементы - 3 поочередно перемещают в следующие симметрично расположенные сферические лунки - 2 с заданным эксцентриситетом и производят нагружения аналогичные нагружению, проводимому по продольной оси испытуемого образца - 1.

Предложенный образец для испытания на внецентренное сжатие позволяет:

- оценить влияние эксцентриситетов на распределение напряжений по сечению;

- непосредственно замерить величину напряжений в центре тяжести сечения при любых эксцентриситетах и зафиксировать его равенство напряжению при центральном сжатии;

- определить положения нулевой линии (граница между растянутой и сжатой зонами) при различных положениях полюса и отметить, что смещение полюса вдоль прямой вызывает поворот нулевой линии вокруг точки;

- визуально подтвердить существование ядра сечения.

Указанные выше особенности подтверждают известные теоретические выводы, существенно уточняя их, и позволяют учесть особенности, вызванные сложным контуром исследуемого образца.

Использование достоверных результатов испытаний образцов на внецентренное сжатие, изготовленных предложенным способом, при проектировании сжатых конструкций зданий и сооружений позволит повысить несущую способность этих конструкций и как следствие позволит повысить надежность и долговечность зданий и сооружений.

Похожие патенты RU2649609C1

название год авторы номер документа
ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА ВНЕЦЕНТРЕННОЕ СЖАТИЕ 2016
  • Лукин Алексей Олегович
  • Литиков Анатолий Петрович
  • Муморцев Александр Николаевич
  • Емец Владимир Никитич
  • Адякин Виктор Иванович
RU2657299C1
Центрирующее устройство при испытании материалов на сжатие 1939
  • Панов В.А.
SU58746A1
Пространственный решетчатыйСТВОл 1979
  • Морозов Евгений Петрович
SU842187A1
Способ определения напряженно-деформированного состояния материала при сжатии и устройство для осуществления способа 1979
  • Сафронов Виталий Александрович
  • Григорьева Татьяна Александровна
SU864127A1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ БЕТОНА 2002
  • Анпилов С.М.
  • Попов В.П.
RU2235322C2
СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ ДРЕВЕСИНЫ 2003
  • Мазуркин П.М.
  • Колесникова А.А.
  • Болотов В.В.
RU2251104C2
ТРУБОБЕТОННЫЙ ПРЕДНАПРЯЖЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ С ВЕЕРНЫМ АРМИРОВАНИЕМ 1999
  • Ямлеев У.А.
  • Никашин А.Н.
  • Камалтдинов Р.Э.
RU2167985C1
СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ТРУБЧАТЫХ ОБРАЗЦОВ НА ОСЕВОЕ СЖАТИЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1991
  • Попов А.Г.
  • Кривошеев В.Н.
  • Хмельницкий А.К.
  • Попова В.С.
RU2025704C1
Способ определения деформаций, напряжений, усилий и действующих нагрузок в элементах эксплуатируемых металлических конструкций 2019
  • Уткин Владимир Сергеевич
  • Соловьев Сергей Александрович
RU2716173C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД И МАТЕРИАЛОВ 2013
  • Коршунов Владимир Алексеевич
  • Петров Дмитрий Николаевич
  • Шоков Анатолий Николаевич
RU2521116C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 649 609 C1

Реферат патента 2018 года СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА ВНЕЦЕНТРЕННОЕ СЖАТИЕ

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу изготовления образцов для испытания на внецентренное сжатие. Сущность: осуществляют высверливание на верхней и нижней опорной поверхности четырехугольной призмы симметричных парных сферических лунок для центрирующих элементов, одну пару из которых размещают по ее продольной оси. Определяют ядро сечения призмы и высверливают дополнительные две пары сферических лунок, при этом три пары сферических лунок размещают по границе ядра сечения, а среднюю часть призмы, равную не менее 1/3 его длины, изготавливают в виде равнополочного двутавра. Технический результат: повышение точности показателей напряженного состояния материала образца при внецентренном сжатии. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 649 609 C1

Способ изготовления образца для испытания на внецентренное сжатие путем высверливания на верхней и нижней опорной поверхности четырехугольной призмы симметричных парных сферических лунок для центрирующих элементов, одну пару из которых размещают по ее продольной оси, отличающийся тем, что определяют ядро сечения призмы и высверливают дополнительные две пары сферических лунок, при этом три пары сферических лунок размещают по границе ядра сечения, а среднюю часть призмы, равную не менее 1/3 его длины, изготавливают в виде равнополочного двутавра.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2018 года RU2649609C1

Машина для формования следа обуви и приклеивания подошвы 1959
  • Магид М.И.
  • Пузыня Л.В.
  • Сабанеев С.Н.
  • Стрижов В.И.
SU127920A1
Способ определения длительной прочности бетона 1981
  • Бычков Александр Сергеевич
  • Гусаков Виктор Никанорович
  • Лебедев Виктор Иванович
  • Розовский Евгений Лазаревич
  • Турко Остап Григорьевич
  • Харичев Игорь Александрович
SU977991A1
Приспособление для центрирования образца к прессу 1983
  • Веретенников Виталий Иванович
  • Катыгроб Виктор Владимирович
SU1161845A1
CN 201314882 Y, 23.09.2009.

RU 2 649 609 C1

Авторы

Лукин Алексей Олегович

Литиков Анатолий Петрович

Муморцев Александр Николаевич

Ахмедов Акрамджон Давлатович

Даты

2018-04-04Публикация

2016-12-27Подача