Способ испытания материалов на динамическое сжатие Советский патент 1985 года по МПК G01N3/10 G01N3/307 

координата точки пересече ъп ния участка остаточной прочности кривой (F-b)

с осью перемещений та вычетом перемещения до точки перегиба i п см.

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ДИНАМИЧЕСКОЕ СЖАТИЕ, заключающийся в том, что образец, установленный между опорой и поршнем гидравлического силовозбудителя, нагружают импульсной нагрузкой путем подключения силовозбудителя к полости ресивера, начальный объем V и начальное давление PQP которого выбирают из условия со (- С Р.а..(Рор Sco ( и,- ) где FU.,., - нагрузка на образец КС„ максимуме его несущей способности, кг; С - жесткость гидравлического силовозбудителя, кг/см; - сжимаемость рабочей жидкости, - начальная площадь порганя S гидравлического силовозбудителя, см ; Д - координата точки пересечения начального запредельного участка кривой : нагрузка - перемещение (F-U.) с осью перемещений, см; й- АМО.КС макс - величина перемещения до максимума нагрузки, см, и регистрируют диаграмму напряжение деформация, отличающийся тем, что, с целью ,повьш1ения точности регистрации на участке остаточной прочности путем обеспечения постоi янной скорости деформации, уменьшают в момент потери образцом связнос(Л ти площадь поршня силовозбудителя и изменяют объем ресивера и давление в нем рабочей жидкости, исходя из условий ) S2 СП :V. рг А-РГ РМдХс Р п.р Ч рп S Рмакс где УП„ - объем ресивера в точке рп перегиба, см; -давление в ресивере в точрп СП ке перегиба, кг/см ; -площадь поршня силовозбуСП дителя в точке перегиба, F - нагрузка в точке перегиба, кг; Ермаке льный объем ресивера, см ; - максимально допустимое давление в гидросистеме, кг/см ;

Изобретение относится к технике испытания материаловJ в частности к способам испытания образцов при импульсных динамических нагрузках для определения деформационно-прочностных свойств материалов.

Цель изобретения - повьшение точности регистрации на участке остаточной прочности путем обеспечения постоянной скорости деформации,

На фиг. 1 представлена схема устройства для осуществления способа испытания материалов на динамическое сжатие на фиг. 2 - диаграмма изменения давления в ресивере от пе ремещения поршня силовозбуждения и кривая нагрузка - абсолютная деформация испытуемого образца. .

Устройство содержит раму 1, гидравлический силовозбудитель 2 с пор нем 3, два ресивера 4, для изменени объема которых служат гайки 5, быстродействующие клапаны 6, сТол 7, закрепленный на поршне 3 и служащий для размещения образца 8, и неточник 9 давления со сливным краном 10„ Поршень 3 выполнен состоящи из коаксиальных цилиндров, а силовозбудитель 2 имеет регулируемьй

упор 11 для поршня 3.

Способ осуществляется следующим образом.

/1д1я проведения испытания предварительно устанавливают начальньй объем ресивера V,- и начальное давление в нем Рд- . В зависимости от запредельных характеристик испытуемого образца породы, полученных для ближайшей статической скорости деформации, создаваемая гидравличесКИМ сштовозбудителем нагрузка на образе.ц за максимумом его несущей способности незначительно и примерно на nocTOJiHHyro величину должтга превосходить несущую способность образца.

Выбор необходимого начального объема Vop ресивера и начального давления в нем Р осуществляют следуюищм образом.

Строят полную диаграмму нагрузка - перемещение (F-u), включая участок за максимумом несущей спосоности и участок остаточной прочности, полученную для образца данной породы при бл.ижайшей статической скорости деформации.

Начсшьный объем ресивера V. определяют исходя из необходимого расхода жидкости uV при деформации образца на величину i, сжимаемости /3 рабочей жидкости, начального давления Р в ресивере, упругой деформации рамы силовозбудителя . /С и начальной площади порщня S PQ :

.. Poj3; (1) ; ,, ), (2)

где F,g - нагрузка на образец при максимуме его несущей способности;

С - жесткость гидравлического силовозбудителя; Д - координата точки пересечения начального запредельного участка кривой (F-U) с осью перемещени Приравнивая уравнения (1) и (2), получаем

Sco (- -Т-)

. (3)

Давление в ресивере Р выбирают так, что усилие, развиьаемое нагружаемой системой, примерно соответствует несущей способности образца на первоначальном нисходящем участк характеристики нагрузка - абсолютная деформация, т.е. угол наклона характеристики нагрузка - абсолютная деформация нагружающей системы и угол наклона первоначального нисходящего участка характеристики образца нагрузка - абсолютная деформация должны совпадать (фиг.2) Тогда получают EWJUSE. д - l iiilSf С L« - начальное усилие, равное ор U ,j д - Ь. ма КС ) макс величина перемещения до максимума нагрузки. Отсюда Г л- --3-5-) р (4) MOIICC С PS (Д,- В момент потери образцом связности, что соответствует точке пер гиба кривой нагрузка - деформация и ее переходу на участок остаточно прочности, определяющими становятс свойства образца в точке и за точкой перегиба. Так как нагрузка F в точке пер гиба и далее значительно меньше F то выгодно в точке перегиба уменьшить площадь поршня до величины S : S(.p и увеличить давление в рес вере до величины Рр, Р. , так как при этом увеличивается сжимаемость жидкости и требует-ся меньший объем ресивера. Таким образом, давление рабочей жидкости в ресивере и его объем Von в точке перегиба устанав ливают из условии Лг.- р. Р рп SenfMOYiC 02 (A - ) СП П С ра -J-Гп где Р - максимально, допустимое давление в гидросистем - координата точки пере чения участка остаточ прочности кривой (F.-д) с осью перемещений за вычетом перемещения до точки перегиба максимальный объем ресивера. Если имеющегося объема ресивера достаточно для вьтолнения рмакс условия (6), то можно не изменять площадь поршня и давление в реЬивере, Открыв кран 10 и быстродействующие клапаны 6, гайками 5 регулируют объем ресиверов 4 до расчетных величин Vgp и Vpf,, закрывают кран 10, отрегулировав дроссели быстродействующих клапанов 6, клапаны 6 запирают. Изменяют начальное давление ресиверов 4 до расчетных величин POP и Ррп путем подсоединения их последовательно к источнику 9 давления и устанавливают образец 8. После открывания быстродейств:ующего клапана 6 первого ресивера 4 (с параметрами V , ) сжатая в ресивере жидкость, расширяясь, попадает в рабочую полость силовозбудителя 2 и, перемещая стол 7, через коаксиальные цилиндры поршня 3 деформирует образец 8. При достижении частью коаксиальных цилиндров порщня 3 упора 11 эта часть останавливается и далее в нагружении участвует часть цилиндров поршня с площадью S,,.p. В момент касания упора 11 конечного выключателя (не показан) вторым клапаном 6 к полости силовозбудителя2 подсоединяется второй ресивер 4 (с параметрами Vpfl , Рр(,) и продолжается деформирование на участке остаточной прочности. Первый ресивер 4 (если давление в нем ниже, чем во втором ресивере) одновременно отключается своим быстродействующим клапаном 6.

Фиг/