Установка для механических испытаний материалов Советский патент 1988 года по МПК G01N3/08 E21C39/00 

(Л

с:

СХ) 1C 00

14

ние 1 с установленными на нем колоннами 2, подвижную 3 и неподвижную 4 траверсы (Т), установленные на ко- Лоннах 2, привод перемещения Т 3, формирователь нагрузки, включающий последовательно установленные упругие элементы с различными характеристиками жесткости, выполненные в виде балок 7-9, ограничители деформации упругих элементов, захваты 13, 14 для образца 15. Захват 13 соединен с Т 3, а захват 14 - с Т 4. Установка имеет кулачковый механизм 5 с толкателями 6, закрепленными на колоннах 2. Концы балок 7-9 оперты на толкатели 6. Ограничители выполнены в виде дополнительных кулачко

вых механизмов 10, 11 с толкателями 12 и установлены между балками 7-9. Все кулачковые механизмы выполнены с фиксаторами 22 положения кулачка. Для изменения жесткости нагружаемой системы производят досрочное подключение балки 9. Для большего повьшени жесткости используют толкатели 6, которые подводят к балке 8 и тем самым включают ее досрочно в совместное деформирование системы балок. Для уменьшения жесткости балки 7-9 обратным поворотом кулачков выводят из деформации. При изменениях жесткости системы изменяется скорость нагружения образца. 1 ил.

Изобретение относится к технике испытания материалов. Цель изобретения - расширение технологических возможностей установки путем обеспечения регулирования характеристики жесткости нагружающей системы в ходе испытаний. Установка содержит основа

I

I Изобретение относится к технике

Испытаний материалов, в частности к установкам для испытаний на прочност эбразцов материалов, преимущественно горных пород, и предназначено для исследования энергообмена между образцом испытуемого материала и наг- эужающей системой. j Цель изобретения - расширение технологических возможностей уста- новки путем обеспечения регулирования характеристики жесткости нагру- ;кающей системы в ходе испытаний.

На чертеже показа на схема установ и для механических испытаний мате- |риалов.

Установка содержит основание 1 с размещенными на нем колоннами 2, |подвижную 3 и неподвижную 4 траверсь установленные на колоннах 2, кулач- |ковые механизмы 5 с толкателями 6, Эакрепленные на колоннах 2, формиро- Ьатель нагрузки, включающий упругие |элементы с различными характеристи- ами жесткости, выполненные в виде ёалок 7-9, концы которых опираются ра толкатели 6 кулачковых механиз- ов 5,, и ограничители деформации упругих элементов, выполненные в ви- ,fte дополнительных кулачковых меха- |низмов 10 и 11 с толкателями 12,

0

5

0

5

0

установленных между балками 7-9, захваты 13 и 14 для испытуемого образца 15, причем захват 13 соединен с подвижной траверсой 3, а захват 14 - через толкатель 16 с балкой 7 формирователя нагрузки, и привод перемещения траверсы 3, включающий привод 17 вращения, неподвижную в осевом направлении гайку 18, связанную с приводом 17 цепной передачей 19, и ходовой винт 20, взаимодействующий с гайкой 18 и соединенный с траверсой 3.

Каждый из кулачковых механизмов 5, 10 и 11 имеет приспособление 21 для поворота кулачка вокруг оси и фиксатор 22 положения кулачка, выполненный в виде гайки с рукояткой, установленной на резьбовом конце неподвижной оси кулачка.

Установка работает следующим образом.

При изображенном на схеме расположении толкателей кулачковых механизмов 5, 10 и 11 на начальном этапе деформирование образца 15 определяется характеристикой жесткости балки 7, затем, после выборки зазора между толкателем 12 механизма 10 и поверхностью балки 7, на-гружаю- щая система определяется совместной

деформацией балок 7 и 9. Балка 8 при этом в деформировании не участвует до тех пор, пока ее концы не лягут на толкатели 6 механизмов 5,- размещенных между балками 8 и 9. Момент подключения каждой балки 7-9 к деформированию определяется зазорами соответствующих толкателей 6 относительно балок, и при пoдклю e- нии каждой балки происходит измене- |ние характеристики жесткости наг- ружанлцей системы. Это расчетная программа нагружения образца 15. Дл ее выполнения включают привод 17 и вращением гайки 18 с помощью цепной передачи 19 перемещают винт 20 в осевом направлении, а вместе с ним и подвижную траверсу 3 с захватами 13, 14 и образцом 15 в направлении (формирователя нагрузки. Толкатель 16 встречает сопротивление со стороны балки 7, затем совместно балок 7 и 9 затем совместно балок 7, 8 и 9, что создает нагрузку на образце 15.

Для изменения характеристики жесткости нагружающей системы в ходе ortbrra, например, для повышения жесткости системы на этапе деформирования балки 7 производят досрочное подключение к деформированию балки 9. Дня этого на кулачковом механизме 10 ослабляют фиксатор 22 положения кулачка и поворотом кулачка против часовой стрелки перемещают толкатель 12 и уменьшают зазор между толкателем 12 и балкой 7, а фиксатор 22 ставят в прежнее полот жение. Для большего повышения жесткости системы используют толкатели 6 кулачковых механизмов 5, размещенных между балками 8 и 9 и являющихся опорами для балки 8. Толкатели 6 этих механизмов 5 подводят к поверхности концов балки 8 и включают тем самым балку 8 досрочно в совмесное деформирование системы балок. Для уменьшения жесткости системы, когда, например, все три балки 7участвуют в совместной деформации, обратным поворотом кулачков вьшодят балки из деформации. Так, для вьгоо- да из деформации балки 7 поворачивают кулачки механизмов 5, являющиеся опорами для этой балки, до тех пор, пока между концами балки 7 и толкателями 6 не образуются зазоры. При такой же ма нипуляции с механизмом 10 из деформации вьгоодятся одновременно две балки 8 и 9, вся нагрузка воспринимается балкой 7.

Аналогичной работой с другими механизмами выводят из процесса деформации отдельные балки или группы балок и уменьшают тем самым жесткость системы,

При изменениях жесткости системы происходит изменение скорости нагружения образца 15, Если изменение скорости нагружения не входит в задачу испытания, то корректировка- скорости нагружения проводите изменением скорости перемещения ходового винта 20„«

Необходимость изменения жесткости

системы возникает при испытании образцов горных пород при незапланированном поведении.образца под, нагрузкой. Например, при подходе к пределу прочности прослушивается сильный акустический эффект, предшествующий бурному разрушению, а по задаче испытаний необходимо вязкое запредельное деформирование образца. В этом случае жесткость нагружающей системы повьшают и получают вяз- кое запланированное разрушение образца. Жесткость системы снижают в тех случаях, когда хотят получить бурное хрупкое разрушение по типу горного

удара на материале, выявившем большую пластичность на пределе прочности. Действуя таким образом, исследуют процесс взаимодействия между нагружающей системой и разрушаемым

объектом с корректировкой условий испытаний в зависимости от поведения материала образца в ходе нагружения.

Формула изобретения

45

Установка для механических испытаний материалов, содержащая основание с установленными на нем колоннами, подвижную к неподвижную тра- Q версы, установленные на колоннах, привод перемещения подвижной траверсы, формирователь нагрузки, включающий набор последовательно установленных упругих элементов с различной характеристикой жесткости и ограничители деформации уцругих элементов, и захваты для образца, один из которых соединен с подвидной траверсой, а другой - с формирователем

5

5 14082876

нагрузки, отличающаясярузки выполнены в ввде балок, концы

там, что, с целью расширения техно-которых оперты на толкатели кулачколэгических возможностей установкивых механизмов, а ограничители дефориутем обеспечения регулирования ха-- мации упругих элементов выполнены в

рактеристики жесткости нагружающейвиде дополнительных кулачковых мехаснстегвл в ходе испытаний, она снаб-низмов с толкателями и установлены

жана кулачковыми механизмами с тол-между балками, при этом все кулачкокателями, закрепленными на колоннах,вые механиз1« выполнены с фиксатораулругие элементы формирователя наг-Ю и положения кулачка.