Установка для динамических испытаний образцов материалов Советский патент 1988 года по МПК G01M7/08 E21C39/00 G01N3/307 

5 3

(/

Изобретение относится к испытательной технике, к установкам для динамических испытаний образцов материалов, в частности элементов шахтной крепи. Цель изобретения - приближение условий испытаний к реальным путем обеспечения последовательного разрушения группы образцов с увеличи

-7 -W

вающейся скоростью деформирования,На основании 1 размещены соосно ресивер

2 и нагружающий гидроцилиндр (ГЦ) 3. Между полостями ресивера 2 и ГЦ 3 установлен отсечной клапан 5. Шток 4 ГЦ 3 соединен с двухсторонней зубчатой рейкой (Р) 9. На основании 1 установлен с возможностью вращения вал, на котором с возможностью взаимного поворота установлены соосно две шестерни. Последние соединены соответственно, с противоположными сторонами Р 9, К одной шестерне прикреплен рычаг 13 с захватами 6 для группы образцов. Расстояния между захватами 6 опредеяются заданным диапазоном скоростей

1

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для динамических испытаний образцов материалов, и может быть ис- пользовано для исследования энергообмена между нагружающей системой и разрушаемыми элементами - при ударном воздействии, например, массивом горных пород и рядом стоек шахтной крепи.

Цель изобретения - приближение условий испытаний к реальным путем обеспечения последовательного разрушения группы образцов с увеличиваю- щейся скоростью деформирования.

На фиг.1 доказана схема установки для динамических испьЬаний образцов материалов, вид спереди; на фиг.2 - то же, вид сбоку.

Установка содержит основание 1, соосно установленные на нем ресивер 2 и нагружающий гидроцилиндр 3 со щто ком 4, отсечной клапан 5, размещенный между ресивером 2 и нагружающим гидроцилиндром 3, основные и дополнительные захваты 6 и ударники 7 для образцов 8 испытуемой группы, двухстороннюю зубчатую рейку 9, соединенную со штоком 4 гидроцилиндра 3, две шестерни 10 и 11, установленные соосно на валу 12 с возможностью взаимного поворота и соединенные с противоположными сторонами зубчатой рейки 9,

деформирования. На второй шестерне закреплен рычаг 14 с ударниками 7. Полость ресивера 2 соединена с источником давления жидкости. При открытии отсечного клапана 5 жидкость под давлением постзшает из ресивера 2 в ГЦ 3, шток 4 которого перемещает Р 9. Противоположные стороны Р 9 вращают шестерни во встречном направлении. Рычаги 13 поворачиваются навстречу друг другу, а ударники 7 поочередно разрушают образцы. Размещенные ближе к оси вала образцы разрушаются первыми и с меньшими скоростями деформирования, чем удаленные. 2 ил.

и два рычага 13 и 14, закрепленные соответственно на шестерне 10 посредством втулки 15 и валу 12 и расположенные радиально относительно оси шестерен 10 и 11.

Захваты 6 закреплены на рычаге 13 на различных расстояниях от оси шестерен 10 и 11, определяемых заданным соотношением скоростей деформирования образцов 8, а ударники 7 закреплены на рычаге 14 соответственно захватам 6, Шестерня 10 установлена на валу 12 с возможностью вращения относительно вала 12, а шестерня 11 закреплена на валу 12 посредством шпонки 16.

Установка содержит также источник 17 давления жидкости, соединенный с ресивером 2, и приспособление 18 для открытия отсечного клапана 5.

Установка работает следующим образом.

При закрытом клапане 5 с помощью источника 17 давления жидкости запасают необходимую знергию нагружающей системы, величина которой определяется объемом ресивера 2 и давлением жидкости в нем. Приспособлением 18 от- крьшают отсечной клапан 5 жидкость под давлением поступает из ресивера 2 в рабочую полость гидроцилиндра 3 и перемещает шток 4 вместе с saKpen-- ленной на нем двусторонней рейкой 9, Рейка 9 одной стороной поворачивает

шестерню 11 и вал 12 вместе с рычагом 14 и размещенными на нем ударниками 7, а второй стороной рейка 9 повора- чивает шестерню 10 с втулкой 5 и рычагом 13 во встречном направлении. Рычаги 13 и 14 поворачиваются навстречу друг другу, ударники 7 поочередно разрушают образцы 8 так, что первыми разрушаются образцы, расположен- ю струкция заменяется группой образцов, ные вблизи оси вращения шестерен, а разрушаемых последовательно при на- последними - образцы, наиболее уда- растающей скорости деформирования об- ленные от оси вращения. При этом образцы, разрушаемые первыми, деформиразцов в группе. Этот вид знергооб- мена воспроизводит энергообмен между

разцов в группе. Этот вид знергооб- мена воспроизводит энергообмен межд

руются с меньшими скоростями, чем об- 5 массивом горных пород.и рядом ст&ек

гаахтн й крепи. Результаты исследования этого энергообмена позволят более точно определять параметры kpen- ления горных выработок, правильно выбирать конструкции крепи и материалы для их изготовления для специальных условий возможного катастрофического обрушения выработок.

разцы, разрушаемые последними, поскольку первые из них перемещаются по меньшим радиусам и имеют меньшие линейные скорости сближения с соответствующими ударниками 7. Осуществляет- 20 ся последовательное разрушение группы образцов 8 с увеличивающейся скоростью деформирования образцов от первого к последнему.

Следующий опыт проводят при новом 25 фор мула из-обретения запасе энергии и при новой скорости

ее подвода, что регулируется, соответ- Установка для динамических испыта- ственно, изменением начального дав- ний образцов материалов, содержащая ления жидкости в ресивере 2 и рабочим основание, установленные на нем реси- сечением отсечного клапана 5. При пос-зо вер, нагружающий гидроцилиндр со што- тепенном изменении величи.ны запасен- ком и отсечной клапан, ра мещенньй ной энергии наступает момент, когда запасенной энергии недостаточно для разрушения группы образцов 8, силовая конструкция становится способной противостоять разрушению. Детально ис- ледуется зависимость числа разрущен- ных образцов 8 от объема энергии и

35

между ресивером и нагружающим гидроцилиндром, захват для образца и-ударник , связанный со штоком нагружающего гидроцилиндра, отличающаяся тем, что, с целью приближения условий испытаний к реальным :путем обеспечения последовательного разрушения Группы образцов -с увеличискорости ее подвода при неполном разжения условий испытаний к реальным :путем обеспечения последовательного разрушения Группы образцов -с увелич

рушении группы. Фиксируется остаточ- 40 ющейся скоростью деформирования.

она снабжена зубчатой рейкой, соеди нённой со штоком гидроцилиндра, дву мя шестернями, установленными соосн на основании с возможностью взаимно л(- го поворота и связанными с зубчатой рейкой, двумя рычагами, связа нными шестернями и расположенными радиаль но относительно осей шестерен, и до полнительными захватами и ударникам по числу образцов в группе, при это захваты закреплень: на одном из рыча гов на различных расстояниях от оси шестерни, определяемых заданным соотношением скоростей деформирования

ная энергия системы по остаточному давлению в ресивере 2 и нагрузка, создаваемая этим давлением на первом из оставшейся неразрушенной группы образце 8. Таким образом, исследует- ,ся знергообмен между нагружающей системой и группой несущих элементов при- последовательном их разрушении с нарастающей скоростью деформирова- .

Число образцов 8 в группе, их прочностные характеристики подбирают в соответствии с реальной конструкцией,

она снабжена зубчатой рейкой, соеди нённой со штоком гидроцилиндра, дву мя шестернями, установленными соосн на основании с возможностью взаимно л(- го поворота и связанными с зубчатой рейкой, двумя рычагами, связа нными шестернями и расположенными радиаль но относительно осей шестерен, и до полнительными захватами и ударниками по числу образцов в группе, при этом захваты закреплень: на одном из рыча гов на различных расстояниях от оси шестерни, определяемых заданным соотношением скоростей деформирования

работу которой исследуют, В соответствии с этими данными подбирают началь- gg образцов, а ударники закреплены на ное давление в ресивере 2. В качёст- другом рычаге соответственно захва- ве отсечного клапана 5 при малых ско- там.

рос тях нагруже1шя можно использовать вентиль с регулируемым расходом жидкости, при больших скоростях - клапан взрывного действия.

Изобретение обеспечивает исследование энергообмена между нагружающей системой и разрушаемой конструкцией, при котором разрушаемая конструкция заменяется группой образцов, разрушаемых последовательно при на- растающей скорости деформирования об-

разцов в группе. Этот вид знергооб- мена воспроизводит энергообмен между

массивом горных пород.и рядом ст&ек

гаахтн й крепи. Результаты исследования этого энергообмена позволят более точно определять параметры kpen- ления горных выработок, правильно выбирать конструкции крепи и материалы для их изготовления для специальных условий возможного катастрофического обрушения выработок.

Установка для динамических испыта- ний образцов материалов, содержащая основание, установленные на нем реси- зо вер, нагружающий гидроцилиндр со што- ком и отсечной клапан, ра мещенньй

35

между ресивером и нагружающим гидроцилиндром, захват для образца и-ударник , связанный со штоком нагружающего гидроцилиндра, отличающаяся тем, что, с целью прибли Установка для динамических испыта- ний образцов материалов, содержащая основание, установленные на нем реси- вер, нагружающий гидроцилиндр со што- ком и отсечной клапан, ра мещенньй

жения условий испытаний к реальным :путем обеспечения последовательного разрушения Группы образцов -с увеличи ющейся скоростью деформирования.

она снабжена зубчатой рейкой, соединённой со штоком гидроцилиндра, двуг мя шестернями, установленными соосно на основании с возможностью взаимно - го поворота и связанными с зубчатой рейкой, двумя рычагами, связа нными с шестернями и расположенными радиаль- но относительно осей шестерен, и до- полнительными захватами и ударниками по числу образцов в группе, при этом захваты закреплень: на одном из рычагов на различных расстояниях от оси шестерни, определяемых заданным соотношением скоростей деформирования

образцов, а ударники закреплены на другом рычаге соответственно захва- там.

us.

;7