Прибор для испытания образцов на прочность при трехосном сжатии Советский патент 1983 года по МПК G01N3/10 

I Изобретение относится к технике испытани кгатериалов на прочность, в частности, к устройствам для испытания образцов горных пород при трехосном сжатии. Известна установка для испьгтания тверды тел при трехосном сжатии, содержащая источник давления, гидростатическую камеру с пуансоном для установки образца и привод пуансона 1. Недостатком установки является размещение образца в жидкой среде; которая при по явлении трещин проникает в образец и искажает результаты испытаний. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является прибор для испытаний образцов на прочность при трехосном сжатии, содержащий корпус, размещенные в нем пуансоны для ра диального нагружения образца, эластичную об лочку, размешенную в корпусе и контактирующую с внещней цилиндрической поверхностью этих пуансонов, а также пуансоны для осевого нагружения н средства измерения. Пуансоны для осевого Hai-ружения образца вьшолиены в виде фланцев 2. Недостатком известного прибора является низкая точность испытаний, обусловленная неравномерностью приложения нагрузки из-за наличия касательных усилий на поверхности контакта образца с пуансо} ами для осевого и радиального нагружения. Цель изобретения - повыщение точности. Указа 1ная цель достигается тем, что в приборе для испь1тания образцов на прочность при трехосном сжатии, содержащем корпус, .размещенные в нем пуансоны для радиального нагружения образца, эластичную оболочку, раз мещенную в корпусе и контактирующую с внешней цилиндрической поверхностью зтих пуансонов, а также пуансоны для осевого нагружения и средства измере1шя, пуансоны для осевого нагружения выполнены в виде цилиндрической оправки и установленного в Ней набора гибких стержней, а прибор снабжен кольцами-катками, установленнь.ми на внутренней цилиндрической поверхности пуансонов для радиального нагружения и охватываЮ1ЦИМИ гибкие стержни пуансонов Для осевого нагруЛения. .. Кроме того, каждое кольцо-каток выполнено из отдельных секций. На фиг. 1 показан прибор, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Прибор для испьггания образцов на прочность при трехосном сжатии содержит корпус 1, размешенные в нем пуансоны 2 для радиального нагружения образца 3, эластич24ную оболопсу 4, контактирующую с пуансонами 2 и образующую с внутренней поверхностью корпуса 1 гидростатическую камеру 5, два пуансона для осевого нагружения, каждый из которых выполнен в виде цилиндрической оправки 6 и установленного в ней набора гибких стержней 7, опирающихся в оправке 6 на эласти шую прокладку 8 и мембрану 9, кольца-катки 10, установленные на внутре1шей цилиндрической поверхности пуансонов 2 и охватывающие гибкие стержни 7, гидромагистраль 11, сообщенную с камерой 5 и средства измерения (не показаны). Каждое из колец-катков 10 вьшолнено из отдельных секций. Прибор работает следующим образом. Образец 3 горной породы помещают в прибор между стержнями 7 и кольцами-катками 10, установленными на внутренней цилиндрической поверхности пуансонов 2. Воздействуя на опраяки б с помощью пресса (не показан), создают осевую компоненту тензора напряжений 6) . В то же время подают через гидромагнстраль 11 в камеру 5 жидкую среду под давлением, которое через эластш Н) оболочку. 4, пуансоны 2 и кольца-каткн 10 передается на образец 3, задавая требуемую велипщу остальных компонентов тензора напряжений j 2 - 3 Управляя осевым нагружением и дявлением жидкости, добиваются трехосного сжатия при заданном соотнощении напряжений на поверхности образца 3. Под действием нагрузки возникают радиальные и осевые деформации образца 3. Однако однородность его напряженного состояния не нарущается поскольку на торцовых поверхностях гибкие стержни 7 передают только нормальную нагрузку, не сдерживая радиальных перемёщершй породьь На боковой поверхности образца 3 при его осевой деформации касательные напряжения отсутствуют вследствие качения колец-катков 10 ио пуансонам 2. Кроме того, не возникает концентрации напряжений на кольцевых кромках торцов образца 3 благодаря тому, что концы стержней 7 охвачены кольцами-катками 10 и являются продолж.;нием цилиндрической поверхности образца 3. Момент разрушения образца фиксируют по началу уменьшения максимальной компоненты 6f тензора напряжений. Изобретение позволяет упростить конструкцию и повысить точность определения объемной прочности образцов горных пород за счет создания однородного напряженного состояния в образце в процессе испытаний путем исключения касательных усилий на его торцах и боковой поверхности.

1. ПРИБОР ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ ТРЕХОСНОМ СЖАТИИ, содержащий корпус, размещенные в нем пуансоны для радиального нагружения образца, эластичную оболочку, размгаденную в корпусе и контактирующую с внешнек цилиндрической ловерхностыо этш пуапссжов, а также пуанссмЫДпя осевого нагружения и средства измерения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, пуансоны для осевого нагруження вьщолнены в виде цилиндрической оправки и установлешюго в ней набора ги&ких стержней, а прибор снабжен коль-.цами-катками, установленными на внутренней . цилиндрической псжерхности пуансонов для радиального иагружения и охватывающими гибкие стержни пуансонов для осевого нагружения. 2. Прибор по п. 1,отличающийся тем, что каждое кольцо-каток выполнено из отдельных секций.