Способ определения предела длительной прочности Советский патент 1984 года по МПК G01N3/08 

DO

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, а именно к способам определения предела длительной прочности.

Известен способ определения предела длительной прочности, заключающийся в том, что одинаковые образцы нагружают различными по величине усилиями, определяют трещиноватость образцов и по ней судят о пределе длительной прочности материала. В известном способе образцы выдержив.ают под постоянной нагрузкой до разрушения, регистрируют образование трещин под нагрузкой, а .предел длительной прочности определяют как величину наибольшего напряжения, при действии которого образец не разрушается в течение заданного отрезка времени СП.

Недостатком известного способа является невысокая точность определения предела длительной прочности горных пород при сжатии, обусловленная сильным влиянием трещинообразования на длительную прочность.

Цель изобретения - повьш1ение точности определения предела длительной прочности горных пород при сжатии.

Указанная цель достигается Тем, что согласно способу определения предела длительной прочности, заключающемуся в том, чтоодинаковые образцы нагружают различными по величи не усилиями, -определяют трещиноватость образцов и по ней судят о пределе длительной прочности материала, после нагружения образцы разгружают, взвешивают, насьщают под вакуумом инертной по отношению к породе жидкостью, вновь взвешивают, трещиноватость породы определяют по массе жидкости, заполнившей трещины, а пределы длительной прочности определяют по наименьшей величине усилия нагружения образца, вес которого после насыщения превышает вес образцов, которые были нагружены меньшими

усилиями .

Это позволяет в процессе деформирования образцов точно установить, при каки} усилиях образуются трещины и определить предел длительной прочности.

Способ осуществляют следующим образом.

Группу образцов испытуемой породы нагружают в кратковременном режиме до различных значений усилий, составляющих например, 10,20,...,90% от значения кратковременной прочности. Напряжения, не превышающие предела длительной прочности, практически не вызывают образование микротрещин. При напряжениях, больших предела длительной прочности, происходит процесс микротрещинообразования. Степен иикротрещинообразования обусловлена величиной действующего напряжения.

После нагружения образцы полность разгружают, каждый образец взвешиваю и насьш1ают под вакуумом легкотекучей жидкостью, инертной по отношению к испытуемому материалу (например, керосином). Для уменьшения трудоемкоти испытаний все образцы насыщают жидкостью одновременно в одном вакуумном эксикаторе. Затем каждый образец вновь взвешивают и определяют массу жидкости, заполнившую трещины при насьшдении образца. Взвешивание осугествляют на аналитических весах с точностью до 0,2-10 г. По результтам испытания устанавливают зависимость массы жидкости, заполнившей трещины, от величины усилия нагружения образца и считают эту зависимост зависимостью трёщиноватости от величины усилия образца. Вес образцов после нагружения усилиями, напряжения от которых не превышают предела длительной прочности одинаков. При больших значениях усилий вес образцов после насьш1ения принимает большие значения. Предел длительной прочности определяют по наименьшей величине усилия нагружения того из образцов, вес которого после насьш1ения превьшает вес образцов, которые нагружены меньшими усилиями.

П р и м е р. Обоснование и конкретная реализация способа. I

Проводят испытания образцов сильвинита. Размеры образцов: диаметр 36 мм, высота 72 мм. Образцы нагружают при двух скоростях деформирования: 1 и 0,01 мм/мин на испытательной машине УМЭ-10. Прочность породы на одноосное сжатие (Jew 294 кг/cMJ Образцы нагружают до значений 2070% . Насьш1ение под вакуумом осуществляют обезвоженным керосином.

311

Нагруженные до различных усилий образцы после насыщения и взвешива-: ния раскалывают по диаметральной плоскости и на поверхность раскола напыпяют белую нитроэмаль, на фоне которой хорошо видны следы микротрещин.

По результатам взвешивания построена зависимость веса образцов после насыщения от усилия нагружения, т.е. от напряжения. При напряжениях, больших 30% Sbw , масса жидкости в микротрещинах резко увеличивается.

044

поэтому за предел длительной прочности принята величина 0,3 бет . Исследование показывает, что при нагрузках, больших предела длительной

прочности, микротрещины образуются и заполняются жидкостью не только в поверхностном слое, но и по всему объему образца.

Изобретение позволяет повысить

точность определения предела длительной прочности горных пород при сжатии путем выявления начала интенсивного трещинообразования в породе.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛА ДЛИТЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ, заключающийся в том, что одинаковые образцы нагружают различными по величине усилиями, определяют трещиноватость образцов и по ней судят о пределе длительной прочности материала, о т л и чающийся тем, что, с целью повыпения точности определения предела длительной прочности горных пород при сжатии, после нагружения образцы разгружают, взвешивают, насыщают под вакуумом инертной по отношению к породе жидкостью, вновь взвешивают, трещиноватость породы определяют по массе жидкости, заполнившей трещины, а пределы длительной прочности определяют по наименьшей величине усилия нагружения образца, вес которого после насьш1ения превышает вес образцов, которые СП были нагружены меньшими усилиями.