Установка для динамических испытаний материалов Советский патент 1988 года по МПК G01N3/31 G01M7/08 

7

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, преимущественно горных пород. Целью изобретения является определение прочности при динамическом сжатии неравномерно напряженного материала с последующей разгрузкой от динамического сжатия. Сущность изобретения заключается в динамическом сжатии образца 3, установленного внутри ротора 7 на некотором расстоянии от его оси вращения и испытывающего действие неравномерных по его длине центробежных сил, создающих неравномерную напряженность материала. Динамическое сжатие напряженного образца 3 осуществляется при резкой остановке вращающегося барабана 10 при полном сматывании гибкого элемента 12 с барабана 9. Установленный на роторе элемент 6, взаимодействующий с рабочим профилем 11 кулачка 4, динамически сжимает образец 3. После одного оборота ротора 7 барабан 10 с гайкой смещается по резьбовому участку вала в осевом направлении, благодаря чему образец разгружается и предотвращается повторное нагру- жение. 2 ил. «э

фиг.1

Изобретение относится к испытательной тЬхнике, а именно к устройствам для дина- йического испытания материалов, главным образом горных пород.

Целью изобретения является определе- н|ие прочности материала при динамическом неравномерно напряженного мате- р|иала с последуюш,ей разгрузкой от дина- м|ического сжатия.

На фиг. 1 схематично изображена установка, общий вид, частичный разрез по ро- тэру; на фиг. 2 - то же, вид сверху, частичный разрез.

Установка содержит активный и пассивный захваты 1 и 2 образца 3 испытуемого материала, устройство для динамического деформирования образца 3, включающее кулачок 4, привод 5 его вращения и контак- тг(рующий с кулачком 4 элемент б передачи нагрузки на образец 3.

Устройство снабжено ротором 7, на котором по радиусу со смещением в одну сторону ог оси вращения ротора 7 установлены захваты I и 2 образца 3 и элемент 6 передачи нагрузки, и установленным на оси 8 барабаном 9. Кулачок 4 выполнен в виде барабана 10 с внутренним рабочим профилем 11 и кинематически связан с барабаном 9, установленным на оси 8, посредством сматываемого с барабана 9 гибкого элемента 12, концы 13 и 14 которого закреплены на барабанах 9 и 10, ротор 7 размещен внутри кулачка 4 и имеет общий с ним привод 5 вращения, а кулачок 4 установлен на приводном валу 15 посредством гайки 16, навинченной на резьбовой участок 17 приводного вала 13 и под- л;атой пружиной 18, при этом щаг резьбового соединения гайки 14 с приводным валом 13 выбран из условия вывода рабочего профиля кулачка 4 из контакта с элементом 6 после передачи нагрузки за один оборот ротора 7 относительно кулачка 4. Между элементом 6 и образцом 3 могут устанавливаться прокладки 19 для регулирования предельной величины деформации образ- ц|а 3.

Установка работает следующим образом.

Образец 3 испытуемого материала поме- ндается в ротор 7 между захватами 1 и 2 и с помощью прокладок 19 устанавливается предельная величина деформации образца 3. F OTOp 7 устанавливается так, чтобы элемент 6i находился на начальном участке профи- л1я 11, и поворачивается затем до выбора зрзора между захватами 1 и 2 и образцом 3. Е ключается привод 5 установки, приводной 15 и ротор 7 установки за счет сил в контакте элемента 6 с профилем 11 и в резь- соединении 17 начинают вращать б|арабан Ш и через гибкий элемент 12 - бйрабан 9. При достижении заданной величины скорости вращения ротора 7 на испытуемый образец действуют неравномерные по его длине центробежные силы инерции, создающие в нем неравномерное напряже- с ние. После полного сматывания гибкого элемента 12 с барабана 9 за счет закрепления на нем конца 13 гибкого элемента 12 происходит резкий останов барабана 10, при этом ротор 7, преодолевая силы трения, начинает двигаться относительно барабана 10 и дина0 мически сжимать образец 3, создавая в нем совместно с центробежными силами напряженное состояние сжатия.

При этом ротор 7, поворачиваясь относительно барабана 10 за счет резьбового

с соединения 17 вала 15 и гайки 16,заставляет барабан 10 смещаться вдоль вала 15 с тем, чтобы к концу движения элемента 6 по профилю 11 осуществить вывод кулачка 4 из зацепления с элементом 6 для разгрузки и предотвращения повторного нагружения

0 образца 3.

Такая конструкция установки обеспечивает определение прочности .материала при динамическом сжатии неравномерно напряженного материала с последующей разгрузкой.

5

Формула изобретения

Установка для динамических испытаний материалов, содержащая активный и пас- сивный захваты образца испытуемого материала, устройство для динамического деформирования образца, включающее кулачок, привод его вращения и контактирующий с кулачком элемент передачи нагрузки на образец, отличающаяся тем, что, с целью определения прочности при динамическом сжатии неравномерно напряженного материала с последующей разгрузкой от дина.ми- ческого сжатия, она снабжена ротором, на котором по радиусу со смещением в одну- сторону от оси вращения ротора установле- ны захваты образца и элемент передачи нагрузки, и установленным на оси барабаном, кулачок выполнен в виде барабана с внутренним рабочим профилем и кинематически связан с барабаном, установленным на оси, посредством сматываемого с этого барабана гибкого элемента, концы которого закреплены на барабанах, ротор размещен внутри кулачка и имеет общий с ним привод вращения, а кулачок установлен на приводном валу посредством гайки, навинченной на резьбовой участок приводного вала, при этом щаг резьбового соединения гайки с приводным валом выбран из условия вывода рабочего профиля кулачка из.контакта с элементом для передачи нагрузки за один оборот ротора относительно кулачка.

rj.