Устройство для испытания образцов на растяжение в условиях гидростатического давления Советский патент 1984 года по МПК G01N3/10 

Изобретение относится к технике испытаний образцов материалов на прочность, в частности к испытаниям образцов горных пород, грунтов и дру гих материалов на растяжение в уелоВИЯХ гидростатического давления. Известно устройство для испытания образцов на прочность, содержащее камеру давления, два поршня одинакового сечения, один из которых неподвижно закреплен в камере, а второй установлен с возможностью осевого перемещения, два захвата для образца, установленные между поршнями, и два источника гидравлического давления, соединенные соответственно с системами осевой и боковой нагрузки 1. Недостаток данного устройства заключается в невозможности одновреманного изменения осевого и бокового давлений в процессе испытания, а так же в сложности конструкции, обусловленной необходимостью использования двух независимых гидравлических сиетем нагружения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту яйляется устройство для испы тания образцов на растяжение в условиях гидростатического давления, содержащее камеру со ступенчатой полостью, заполненной жидкостью,два поршня, установленные в соответствующих ступенях полости камеры, два за хвата для образца, взаимодействующие с соответствующими.поршнями, и средство измерения нагрузки. В процессе испытания образец подвергается взаимодействию постепенно увеличивакнцихс осевой растягивающей и боковой сжима ющей нагрузок 2 . Недостаток известного устройства заключается в отличии условий исдытаний от эксплуатационных, что вызвано отсутствием средств, позволяющи производить испытание образца при действии постепенно увеличивакицегося осевого растягивакхцего усилия и пико образно изменяющегося бокового давле ния, т.е. когда осевая растягивающая нагрузка постепенно увеличивается вплоть до разрушающей, а боковое усилие сначала увеличивается до некоторого заданного максимума, а затем падает до нуля. Цель изобретения - приближение условий испытания к эксплуатационным Указанная цель достигается тем, что устройство для испытания образцов на растяжение в условиях гидростатического давления, содержащее камеру со ступенчатой полостью, заполненной жидкостью, два поршня, установленные в соответствующих ступенях полости камеры, два захвата для образца, взаимодействующие с соответ ствующими поршнями, и средства изме-. рения нагрузки, снабжено пружиной, установленной в большей ступени полости камеры и взаимодействующей с поршнем, установленным в этой ступени, втулкой-упором, установленной в полостей камеры между торцами поршней, и винтовым стопором, устагуэвленным в малой ступени полости камеры и связанным с дном последней и поршнем, установленным в этой ступени., На чертеже показана схема устройства для испытания образцов на растяжение в условиях гидростатического давления. Устройство содержит камеру 1, полость которой заполнена жидкостью и имеет ступени 2 и 3 разных дИаметррв,.два поршня 4 и 5, установленные соответственно в ступенях 2 и 3 полости камеры 1, два захвата 6 и 7 для образца 8, взаимодействукнцие соответственно с поршнями 4 и 5, гидроизоляционную оболочку 9 для образца 8, пружину 10, установленную в большей ступени 2 полости камеры 1 и взаимодействующую с поршнем 4, втулку-упор 11, установленную в полости камеры 1 между торцами поршней 4 и 5, винтовой стопор 12, который установлен в ступени 3 полости камеры 1 и связан с поршнем 5 и дном камеры 1 посредством гайки 13, и средства измерения нагрузки (не показаны). В поршне 4 выполнен канал 14 для заполнения жидкостью полости камеры 1. Устройство размещено между опорными плитё1ми 15 пресса (не показан К Устройство работает следующим образом. Включают пресс и начинают сближение его плит 15, в результате чего поршень 4 поджимает пружину 10 и через втулку-упор 11 перемещает вниз поршень 5. После достижения заданного поджатия пружины 10 полость камеры 1 через канал 14 заполняют рабочей жидкостью, закрывают канал 14 и продолжают сближение плит 15. При этом наряду с продолжающимся сжатием пружины 10 1роисходит нагружение образца 8 постепенно возрастающим боковым сжимающим давлением жидкости и возрастающим осевым растягивающим усилием за счет воздействия давления жидкости на поршень 5. При достижении заданной величины бокового давления и соответствующего ему осевого усилия процесс сближения плит 15 прекращают, вращением гайки 13 стопора 12 закрепляют поршень Бис этого момента начинают второй этап нагружения образца 8. Для этого начинают уменьшать сжимающее усилие плит 15 пресса. При этом за счет перемещения вверх поршня 4 под действием пружины 10 происходит уменьшение бокового гидростатического давления и дальнейшее увеличение осевого растягивающего усилия, поскольку стопор 12 препятствует перемещению вверх поршня 5. С уменьшением усилия пресса возрастающее осевое растягивающее усилие приводит к разрушению образца 8 при постепенном падении боковой нагрузки

Изменение параметров нагружения может быть получено применением пружин с необходимой жесткостью, в том числе переменной, и изменением

степенн предварительного поджатия пружины. .

При испытаниях малопластичных образцов целесообразно для надежной работы устройства На втором этапе нагруження соединять захваты с поршнями через дополнительные динамометрические пружи ны.

Предлагаемое изобретение позволяет проводить испытание образцов материёшов в условиях, реально существующих на практике, упрощает конст рукцию и себестоимость устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ НА РАСТЯЖЕНИЕ В УСЛОВИЯХ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ, содерж щее камеру со ступенчатой полостью 77. заполненной жидкостью, два поршня, установленные в соответствующих ступенях полости камере, два захвата для образца, взаимодействующие с соответствующие поршнями, и средства измерения нагрузки, о т л и ч%а ю - щ е е с я тем, что, с целью приближения условий испытания к эксплуатационным, оно снабжено пружиной, установленной в большей ступени полости камеры и взаимодействующей с поршнем, установленным в зтой ступени, втулкой-упором, установленной в полости камеры между торцами поршней, и бинтовым стопором, установленным в мапоЛ ступени полости камеры и связанным с яяак последней и поршнем, установленным в этой ступени. Х/ХУУ