Установка для испытания образцов на трехосное сжатие Советский патент 1986 года по МПК G01N3/10 

ти испытаний. Установка содержит силовую раму 2 и установленную на ней камеру (К) 4 со штоком для размещения образца 3. Продольное усилие штока 5 преобразуется в давление в К 4 устройством обеспечения постоянного отношения боковой и осевой нагрузки в виде распределительной планк 17с ползунком (П) 18 и установленного на раме 2 мембранного редуктора (Р) 9 давления. Р 9 сообщает К 4 с узлом гидравлического бокового наг- ружения. Мембрана Р 9 имеет жесткий центр со стержнем 14 и регулировочную пружину. Шток 5 через П 18 взаи1

Изобретение относится к технике испытаний образцов, преимущественно грунта, в частности к установкам для получения деформационных характеристик образцов в условиях трехослого сжатия по заданной траектории нагружения .

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет увеличения числа траекторий нагружений и снижения трудоемкости испытаний .

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - узел крепления распределительной планки к стержню мембраны редуктора давления; на фиг. 3 - возможные траектории нагружения.

Усогановка для испытания образцов на трехосное сжатие содержит пресс 1 с силовой рамой 2, установленную в последней для размещения образца 3 рабочую камеру 4 со штоком 5, связанную с узлом гидравлического бокового нагружения в виде источника постоянного давления (стабилизатора) .Установка также содержит узел ме- ханического осевого нагружения в виде стола 6 пресса 1 и упора 7 динамометра 8, закрепленного на раме 2, устройство обеспечения постоянного отноше0

ния боковой и осевой нагрузки, выполненное в виде мембранного редуктора 9, жестко закрепленного на раме 2 посредством кронштейна 10 и сообщающего рабочую камеру 4 со стабилизатомодействует с узлом механического осевого нагружения в виде стола 6 пресса 1 и упора 7 динамометра 8 на раме 2. Планка 17 работает как рычаг Нагрузка от штока 5 уравновешивается усилиями в упоре 7 и в стержне 14, который передает усилие на жесткий центр. На мембране и соответственно на выходе Р 9 изменяется давление . Соотношение изменений давления определяет траекторию нагружений, которая зависит от положения П 18 на планке 17. При положении П 18 справа или слева от упора увеличивается или уменьшается давление в К 4. Зил.

ром (не показан)) посредством гибкого шланга 11.

Мембрана 12 редуктора 9 имеет жесткий центр. 13 со стержнем 14 и

пружиной 15, поджимаемой регулировочной гайкой 16, установленной в корпусе редуктора 9.

Устройство обеспечения постоянного отношения боковой и осевой нагрузки

также включает распределительную планку 17 с ползунком 18. Планка 17 шар- нирно закреплена на стержне t4 посредством двух трехгранных призм 19 и гаек 20 с одной стороны и на упоре

7 - с другой.

Камера 4 установлена на столе 6 пресса 1, при этом шток 5 камеры 4 взаимодействует с ползунком 18 распределительной планки 17.

Установка работает следующим образом.

С помощью гайки 16 создается требуемое начальное давление на образец 3. В соответствии с-выбранной траекторией нагружения фиксируется положение ползунка 18 на распределительной планке 17. Камера 4 устанавливается, так, чтобы шток 5 располагался под ползунком 18. При подъеме стола 6

пресса 1 шток 5 упирается в ползунок 18. Распределительная планка 17 работает как рычаг: нагрузка от штока . 5 уравновешивается усилиями, возникающими в упоре 7 и в стержне 14.

Стержень 14 передает усилие на жесткий центр 13, изменяя давление на

3

мембрану 12, что приводит к изменени давления на выходе редуктора 9. Благодаря этому изменение давления на выходе редуктора 9 оказывается зависящим от изменения усилия в штоке 5. Соотношение между этими изменениями, т.е. направление траектории нагруже- ния, зависит от положения ползунка 18.

Если ползунок 18 расположен справ

от упора 7, то увеличение усилия в штоке 5 сопровождается увеличением давления в камере 4, так как усилие в штоке 5 вызывает дополнительное дав ление на мембрану 12 редуктора 9. Если ползунок 18 расположен слева от упора 7, увеличение усилия в штоке 5 сопровождается уменьшением давления в камере 4. В этом случае между вы- ходом редуктора 9 и камерой 4 может устанавливаться дренажный переменный дроссель (не показан), который настраивается на постоянный расход воздуха, соответствующий требуемой ско- рости изменения давления. Если давление в камере 4 создается воздухом, то практически оказывается достаточно утечек через неплотности соединений .

Связь между положением ползуна 18 и траекторией нагружения устанавливается опытньтм путем. Усилие в штоке 5 вычисляется через показания динамометра 8 и соотношение расстоя- НИИ между штоком 5, упором 7 и стержнем 14 или с помощью тензодатчиков (не показаны) на штоке 5.

Таким образом, установка позволяе выдерживать условия кинематического нагружения, т.е. нагружения с заданной скоростью вертикальной деформации, обеспечивая при этом заданное соотношение между напряжениями как на участке упрочнения, так иразупроч- нения.

314

Траектория типа I соответствует приращению при отсутствии начального гидростатического давления.

Гораздо более важными в практическом соотношении являются траектории, проходящие через точку А. Например, траектория соответствует чисто девиаторному нагружению.Участок АВ - упрочнение, участок ЕС - разупрочнение. Имеется также возможность воссоздавать траектории типа OADF или OADE. Для этого в точке D прекращается осевое нагружение (выключается привод пресса) и поворотом регулировочной гайки 16 увеличивается или уменьшается давление в камере.

Формула изобретения

Установка для испытания образцов на трехосное сжатие, содержащая силовую раму, установленную в ней для размещения образца рабочую камеру со штоком, узлы механического осевого и гидравлического бокового нагру- жений, и устройство обеспечения постоянного отношения боковой и осевой нагрузок, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет увеличения числа траекторий нагружений и снижения трудоемкости испытаний, устройство обеспечения постоянного отношения боковой и осевой нагрузок выполнено в виде распределительной планки с ползунком и мембранного редуктора давления, мембрана которого имеет жесткий центр со стержнем и регулировочную пружину, при этом редуктор установлен на раме и.сообщает рабочую камеру с узлом бокового нагружения, а шток камеры через ползунок распределительной планки взаимодействует с узлом осевого нагружения, а другой конец распределительной планки шарнир но соединен со стержнеь. мембраны редуктор давления.

ffMufofy /Г н/д

//

w

ffm ста fa- т/затвавв/9

Изобретение относится к технике испытаний образцов грунта в приборах трехосного сжатия по заданной траектории нагружения. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет увеличения числа траекторий нагружений и снижения трудоемкое CfffoStt/nae S § ГО ю О) со

X

Редактор Н. Данкулич

Составитель Л, Климов

Техред Н.Бонкало Корректоре. Синицкая

Заказ 2114/32Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4