Установка для циклических испытаний образцов материалов при объемном напряженном состоянии Советский патент 1988 года по МПК G01N3/32 E21C39/00 

12,

«

сл

4

со б:

вого нагружения концов образца, В цилиндрической рабочей камере (РК) 1 с открытыми торцами и кольцевым выступом 2 по обе стороны последнего установлены поршни 3, 4 и торцовые захваты 5, 6с эластичной оболочкой 7 для образца 8, На выступе 2 закреплен дополнительный кольцевой захват 9 для боковой поверхности образца 8. Направляющая для осевого перемещения РК 1 вь щолиена в виде дополнительной кёмеры 10 с цилиндрической полостью, Д1 аметр которой соответствует наруж- ндму диаметру РК 1, Механизм 11 воз- В1)атно-поступательного перемещения с Двигателем 12 соединен с РК 1, Под- поршневые полости 14, 15 РК 1 запол-.

U36004

некы газом, а полости 16, 17 камеры 10 - жидкостью. При перемещении механизмом 1 РК 1 в направлении полости 17 давление жидкости в последней смещает поршень 4 в полость 15, Повышение давления газа в полости 15 приводит к обжатию боковой поверхности части образца 8 с прО1шкнове -шем газа через боковую поверхность в ненагру- женнзло часть образца В и осевому на- гружению за счет давления газа на захват 6, В конце движения поршень 4 дополнительно пригружает образец 8 осевым усилием,Поочередное пульсирующее нагружение концов образца 8 осуществляется при возвратно-поступательном перемещении РК I. 1 ил.

Изобретение относится к технике материалов, в частности образцов горных пород. Цель изобретения - расширение технол.возможностей путем обеспечения поочередного обжатия и осе

1

Изобретение относится к технике испытания материалов, в частности к установкам для циклических испытаний на прочность образцов материалов, преимущественно горных пород, при объемном напряженном состоянии.

Цель изобретеьшя - расширение технологических возможностей путем обеспечения поочередного обжатия и-осе- вого нагружения концов образца,

На чертеже показана схема установки для циклических испытаний образцов материалов при объемном напряженном состоянии.

Установка содержит цилиндрическую рабочую камеру 1 с кольцевым выступом 2 в полости и открытыми торцами, поршни 3 и 4, установленные в полости камеры 1 по pasHbie стороны относитель- но кольцевого выступа 2, торцовые захваты 5 и 6 и эластичную оболочку 7 дл образца 8, размещенные в полости камеры 1 между поршнями 3 и 4, дополнительный кольцевой захват 9 для боко- вой поверхности образца 8, закрепленный на кольцевом выступе 2, направляющую для осевого перемещения рабочей камеры 1, выполненную в виде дополнительной, камеры 10 с цилиндрической полостью, диаметр которой соответствует наружному диаметру рабочей камеры 1, и механизм 11 возвратно-поступательного перемещения с двигателем 12, соединеннь й с рабочей камерой 1.

Поршни 3 и 4 подтянуты к соответсвующим торцам камеры 1 пружинами 13. Подпоршневые полости 14 и 15 рабочей камеры 1 заполнены рабочей средой, в качестве которой может использоваться газ, а-полости 16 и 17 дополнительной камеры 10.заполнены жидкостью.

В зависимости от задач испытаний один из торцовых захватов, например, захват 5, может быть выполнен открытым с. торца,, захват 6 - закрытым с торца, а эластичная оболочка 7 может быть размещена только между торцовым захватом 5 и дополнительным кольцевым захватом 9.

Установка работает следующим образом.

Включа от двигатель 1 2 механизма 11 возвратно-поступательного перемещения и приводят в движение рабочую камеру 1, При перемещении цилиндра рабочей камеры 1 в направлении полости 17 дополнительной камеры 10 в полости 17 создается давление заполняющей ее жидкости, которое приводит к перемещению поршня 4 в полость 15 камеры 1, росту давления рабочей среды (газа), заполняющей полость 15.. Давление -в полости 15 приводит к обжатию боковых поверхностей образца 8

с проникновением газа через боковую поверхность в ненагруженную часть образца 8 и к осевому нагружению образ- -ца 8 за,счет давления газа на поверхность захвата 6. В конце движения поршень 4 производит дополнительное осевое пригружение .образца 8 посредством смещения захвата 6. При обратном движении рабочей камеры 1 давление в полостях 17 и 15 падает до нуля, а в полостях 16 и 14 возрастает аналогичным образом и с таким же результатом для конца образца В, размещенного в полости 14 камеры 1. Отличие состоит в,том, что давление газа проникает в образец 8 не через боковую поверхность, а через открытый торец образца 8 в отверстие в захвате 5. Таким -образом создается поочередное пульсиру- 20 напряженном состоянии, содержащая ци

ющее нагружение ко1щов образца 8 с его обжатием и осевьм нагружением. В ходе опыта наблюдают за скоростью распространения газа в теле образца 8 при проникновении с боков и с торца, за процессом развития и слияния трещин в образце 8 и за другими особенностями развития разрушения из нагруженной в ненагруженную части образца при циклическом неравномерном нагружении,

Осевую нагрузку и боковую нагрузку регулируют изменением уровней заполнения полостей 16 и 17 камеры 10 перед опытом: с уменьшением уровня заполнения полостей 16 и 17 снижается осевая нагрузка, с уменьшением начального давления газа в полостях 14 и 15 уменьшается уровень боковой нагрузки. Частота циклов регулируется двигателем 12,

Изобретение обеспечивает проведение испытаний образцов материалов при новом виде прикладываемых нагрузок при неравномерном трехосном сжатии пу,ль-15 рабочей средой.

снрующей нагрузкой, прикладываемой поочередно к концам образца. Этот вид нагружения позволяет ийследовать процессы распространения разрушения из нагруженного участка материала в ненагруженный при пульсирующем нагруже- нии, процессы слияния трепшн разрушения, процессы образования фильтрующих пор и трещин при циклическом нагруже- нии. Исследование этих процессов имеет большое научное и практическое значение особенно для выбросоопасных горных пород.

Фор-мула изобретения

Установка для циклических испытаний образцов материалов при объемном

линдрическую рабочую камеру с открытыми торцами, установленные в полости камеры два поршня,торцовые захваты и эластичную оболочку для образца, размещенные в полости камеры между поршнями, направляющую для осевого перемещения камеры и механизм возвратно-по- ступательного перемещения, соединенный с камерой, о тличающаяс я тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения поочередного обжатия и осевого нагружения концов образца, она снабжена дополнительным кольцевьп-i захватом для боковой поверхности образца, в полости рабочей камеры между поршнями выполнен кольцевой выступ, к которому Прикреплен дополнительный кольцевой захват, а направляющая вы-

полнена в виде дополнительной камеры с цилиндрической полостью, диаметр которой соответствует наружному диаметру рабочей камеры, при этом полости дополнительной камеры заполнены