Стенд для ударных испытаний материалов Советский патент 1988 года по МПК G01N3/34 G01M7/08 

I

(Л

с

ю ел ел

тей стенда путем регулирования параметров упругого восстановления образца при повторных ударах. На вертикальных направляющих 2 основания 1 установлен груз (Г) 10 с упором 11. Вдоль направляющих 2 установлена с возможностью вращения, силовая пружи - на (СП) 4, витки которой взаимодействуют с упоррм 11, Двигатель 5 через редуктор 6, цепную передачу 7 и втулку 8 связан с СП 4. Захваты 12 и |13 для образца 14 закреплены на Г jlO, а захват 15 предназначен для вза- |имодействия с наковальней 3, установ- |ленной на основании 1. Двигателем 5 |Приводят во вращение СП 4. При этом

упор 11 перемещает Г 10 вместе с образцом 14 к наковальне 3. При ударе захвата 15 по наковальне 3 образец 14 упруго деформируется ударным усилием. За счет последующего упругого восстановления образца 14 Г 10 отскакивает от наковальни 3, деформируя СП 4 в осевом направлении. После ряда повторных ударов отскоки прекращаются и вращение СП 4 приводит к росту сжимающего усилия на образце 14 до его разрушения. Регулирование параметров упругого восстановления образца 14 осуществляется изменением скорости вращения СП 4 и начального положения Г 10. 1 ил.

Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности образцов горных пород. Цель изобретения - расширение технол. возможное

Изобретение относится к механике испытаний материалов, в частности к устройствам для испытания образцов горных пород и других материалов на прочность под действием ударных на- |Грузок,

; Цель изобретения - расширение тех- ;нологических возможностей стенда путем регулирования параметров упруго- го восстановления образца при повтор- IUIX ударах.

На чертеже показана схема стенда ;Для ударных испытаний материалов,

,

Стенд содержит основание 1 с вертикальными направляющими 2, наковальню 3, закрепленную на основании 1, силовую пружину 4, установленнук) вдоль направляющих 2 с возможностью вращения вокруг своей оси, привод вращения пружины 4, включающий двигатель 5, редуктор 6 и цепную передачу 7, связывающую редуктор 6 с втулкой 8, на которой закреплен конец пружинь 4, регулятор 9 усилия поджа- тия пружины 4, установленный на направляющих 2 груз 10. с упором 11, контактирующим с витками пружины 4; захваты 12 и 13 для образца 14, закрепленные на противоположных сторонах груза 10 и захват 15 в форме ударника для образца 14, При использовании захвата 13 в качестве наковальни может использоваться втулка 16, Конец пружины 4 и втулка 8 установлены на опорных подшипниках 17,

Стенд работает следующим образом, Включают двигатель 5 и через редуктор 6, цепную передачу 7 и втулку В вращают пружину 4 вокруг своей оси. При вращении пружины 4 упор 11 приводит в движение груз 10,перемещаюпщйся вместе с образцом 14 в направлении наковальни 3 с увеличивающейся скоростью по мере роста скорости вращения пружины 4,

При приближении образца 14 к наковальне 3 ударник 15 наносит удар по наковальне 3 и упруго деформирует образец 14 импульсом, величина которого зависит от скорости перемещения образца 14 и груза 10 к моменту удара и массой образца 14 и груза 10, Затем прГоисходит упругое восстановление образца 14, в результате которого образец 14 отталкивает груз 10 от наковальни 3 и груз 10 приходит в обратное движение вместе с образцом 14, Пружина 4 в зто время продолжает вращение, дггина витков между концом, закрепленным на.втулке 8 и упором 1I уменьшается, происходит растяжение пружины 4 на этом участке и возрастание сопротивления обратному перемещению груза 10, Происходит гашение энергии отскока тем большее, чем выше скорость вращения пружины, ее жесткость. При равенстве остаточной энергии упругого отскока и энергии со стороны пружины 4 движение груза 10 прекращается и груз 10 начинает раэ- гон в направлении наковальни 3 с новым ударом образца 14, Пружина 4 продолжает вращение и повторный отскок происходит при большей энергии ния со стороны пружинь 4.

После ряда повторных ударов отскоки .прекращаются и продолжающееся вращение пружины 4 приводит к росту сжимающего усилия на образце 14 до его разрушения. В процессе опыта фиксиру- ют число повторных ударов, их величину, скорость вращения пружины 4, деформацию пружины 4 во время разру- щения образца 14, диаграмму деформирования образца и характер его разру- щения. Следующий опыт проводят при новой скорости вращения пружины 4 и новой начальной деформации пружины 4 При этом получают новые значения величин энергии гашения повторных от- скоков, так как изменяется скорость нарастания энергии сопротивления пружины 4. Этим регулируются параметры энергии упругогр восстановления образца и изменяется приток энергии при окончательном его разрушении.

При закреплении образца 14 в захвате 1 3 в энергию гащения вносит вклад вес груза 10, который увеличивает при таком расположении образца 14 энергию разгона при повторных ударах Это позволяет дополнительно регулировать параметры энергии упругого восстановления образца.

«

5

В стенде используется витая цилиндрическая пружина, характеристика которой подбирается из условия обеспечения разрушения испытуемого образца.

Изобретение позволяет выполнять испытания с регулируемой энергией гашения повторных ударов и с окончательным разрушением образца после серии повторных ударов упругого восстановления. Такие испытания дают возможность исследования баланса.энергии разрушения материалов при повторной реализации упругой энергии, что найдет применение в прогнозе объемов и характера разрушения при обрушениях в горной механике.

Фор м у ла изобретения

Стенд для ударных испытаний материалов, содержащий основание с вертикальными направляющими, груз, уста новленный на направляющих, наковальню, закрепленную на основании, захваты для образца и силовую пружину с регулятором усилия поджатия, отличающий ся тем, что, с целью расширения технологических возможностей стенда путем регулирования параметров упругого восстановления образца при повторных ударах, он снабжен приводом вращения силовой пружины, при этом силовая пружина установлена вдоль направляклшх с возможностью вращения вокруг своей оси, а груз вьтолнен с упором, контактиру- юшям с витками силовой пружины.