Установка для исследования энергообмена при совместном нагружении образцов материалов Советский патент 1988 года по МПК G01N3/08 E21C39/00 

Oian 4

to

Ji

Лсв.2

Изобретение относится к технике испытаннй материалов, в частности к установкам для совместного испытания и исследования образцов материа- лов преимущественно горных пород.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей установки путем обеспечения исследования работы упругого восстановления сов- местно деформируемых образцов.

На фиг.1 показана схема установки для исследования энергообмена при совместном нагружении образцов материалов; на фиг.2 - то же, вид сверху.

Установка содержит раму 1, три пары захватов 2, 3,.4, 5и6,7, предназначенных соответственно для сжатия, растяжения и изгиба образцов 8-10 и размещенный в раме J нагружающий механизм, выполненный в виде червячного колеса 11, винта 12, установленного с возможностью осевого перемещения и взаимодействующего с чер- вячным колесом 11, упругого элемента 13 в виде силовой пружины, контактирующего с торцом винта 12, и инерционного измерительного диска 14, установленного соосно червячному ко- лесу 11 и кинематически с ним связанного посредством разъемной муфты 15. Захваты 6 и 7 для изгиба образца 10 установлены на поверхности инерционного измерительного диск« 14. Из пар для сжатия и растяжения образцов 8 и 9 з ахваты 3 и 5 соединены с рамой 1, а захваты.2 и 4 выполнены с торцовыми поверхностямим предназначенными для взаимодействия с противополож ными концами изгибаемого образца 10.

Разъемная муфта 15 выполнена в виде многогранника 16, проходящего через осевое отверстие в червячном колесе 11 и взаимодействующего с от- ветным ему отверстием в диске 14, электромагнитной катушки 17, взаимодействующей с многогранником 16, и пружины 18. Захваты 6 и 7 для изгиба образца 10 выполнены в виде стержней размещенных в отверстиях диска 14 с возможностью утапливания в этих отверстиях после выхода из взаимодействия сгОбразцом 10,

Осевые нагрузки на образцах 8 и 9 являются одновременно изгибающими нагрузками для концов образца 10 и регулируются винтами 19 и 20,

Регистрация поворотов инерционного диска 14 производится измерителем 21. Положение пар захватов 2, 3 и 4, 5 относительно образца 10 регулируется винтами 22.

Установка работает следующим образом.

Вращением винта 12 деформируют силовую пружину I3 и закручивают червячное колесо I1. Вращение червячного колеса I1 через муфту 15 передается на инерхщонный измерительный диск 14 и приводит к деформированию образца 10 изгибом, образца 8 - сжатием, образца 9 - растяжением. При достижении заданного уровня нагрузок на образцах 8-10 подают ток в цепь злек- тромагнитной катушки 17. В. результате катушка притягивает многогранник 16 муфты 15, являющейся якорем, и,преодолевая сопротивление пружины 18, выводит многогранник 16 из взаимодействия с инерционным диском 14, Под действием упругой энергии, накопленной на образцах 8-10, диск 14 приходит во вращение, параметры которого регит стрируются измерителем 21. В момент выхода захватов 6 и 7 из контакта с образцом 10 они утапливаются в отверстиях диска 14 и не препятствуют его вращению. Работа упругого восстановления группы образцов определяется по углу поворота диска 14 с учетом его инерционной массы и с учетом трения в подшипниках качения диска, Трение учитывается тарировкой диска 14 при взаимодействии его с тарированной упругой пластиной, устанавливаемой вместо образца 10, Захваты 2, 4 при тарировках крепятся неподвижно. Следующее измерение работы упругого восстановления этой же группы образцов 8 10 проводят при новом уровне нагрузок на них. Постепенным повьш1ением нагрузок при измерениях доводят нагрузки до предельной для одного из образцов. При зтой нагрузке деформирование пружины 13 винтом 12 осуществляется до разрушения одного из образцов, и в момент разрушения на разрушаемый образец передается упругая энергия остальных образцов и упругая энергия системы, накопленная на пружине 13.

Захваты 2 и 4 взаимодействуют с концами образца 10 для его изгиба и имеют зажимы для образцов 8 и 9,

предназначенных для испытаний на сжатие и растяжение. Измеритель 21 представляет собой датчик угла поворота диска 14,

Изобретение позволяет исследовать зависимость работы упругого восстановления группы образцов, нагружаемых различными видами нагрузки, от уровня нагрузки на образцах, от количества повторных нагружений. Определение этих зависимостей для различных комби нащщ материалов образцов позволяет

низм, включающий червячное колесо, винт, установленный с возможностью осевого перемещения и взаимодейств щий с червячным колесом, и упругий элемент, контактирующий с торцом винта, и три пары захватов для ежа тия, растяжения и изгиба соответст щих образцов, причем в каждой паре захватов для сжатия и растяжения Один из захватов соединен с рамой, отличающая ся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей установки путем обеспе

более точно оценивать объем работы : , упругого восстановления больших масси-15 чения исследования работы упругого ВОВ горных пород, оценивать избыток запасенной энергии и по нему определять характер разрушения элементов массива. Это повьшает качество прогно- ,за горных ударов, позволяет разрабо- 20 тать меры по их предотвращению.

восстановления совместно деформируе мых образцов, она снабжена инерцион ным измерительным диском, установле ным соосно червячному колесу и кине матически с ним связанным посредством разъемной муфты, захваты для из гиба образца установлены на поверхности диска, а вторые захваты из па

Формула изобретения

низм, включающий червячное колесо, винт, установленный с возможностью осевого перемещения и взаимодействующий с червячным колесом, и упругий элемент, контактирующий с торцом винта, и три пары захватов для ежа- тия, растяжения и изгиба соответствующих образцов, причем в каждой паре захватов для сжатия и растяжения Один из захватов соединен с рамой, отличающая ся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей установки путем обеспечения исследования работы упругого

чения исследования работы упругого

восстановления совместно деформируемых образцов, она снабжена инерционным измерительным диском, установленным соосно червячному колесу и кинематически с ним связанным посредством разъемной муфты, захваты для изгиба образца установлены на поверхности диска, а вторые захваты из пар

Изобретение относится к технике испытания образцов материалов .преимущественно горных пород. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей установки путем обеспечения работы упругого восстановления совместно деформируемых образцов. В раме размещен нагружающий . механизм, включающий червячное колесо (к), винт, взаимодействующий с ним, упругий элемент, контактирующий с торцом винта, инерционный измерительньш диск (д) 14, установленный соосно К и кинематически с ним связанный разъемной муфтой, и измеритель 21. Захваты 6, 7 для изгиба образца 10 установлены на поверхности Д 14. Захваты 3, 5 соединены с рамой, а соответствующие им захваты 2, 4 для сжатия образца 8 и растяжения образца 9 вьшолнены с торцовыми поверхностями, предназначенными, для взаимодействия с противоположными концами образца 10. Вращением винта сжимают упругий элемент и закручивают К и связанный с ним Д 14. При этом происходит деформирование образцов 8-10. При достижении заданного уровня на- . Ш грузок Д 14 отделяют посредством муфты от К. Под действием упругой энергии, накопленной на образцах 8-10, Д 14 приходит во вращение, параметры которого пропорциональны работе упру- 3 гого восстановления и фиксируются измерителем 21. 2 ил. (Л

для сжатия и растяжения образцов вы- Установка для исследования энерго- 25 полнены с торцовыми поверхностями.

обмена при совместном нагружений образцов материалов, содержащая раму, размещенный в ней нагружающий меха- :

i2

i1

Редактор Т.Лазоренко

пр-едназначенными для взаимодействия с противоположными концами изгибаемого образца.

i6

/J

. i8 /7 15 Фа.7

Составитель В.Тапьвойш

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Шароши