Установка для ударных испытаний образцов материалов Советский патент 1989 года по МПК G01M7/08 G01N3/30 

Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к установкам для ударных испытаний образцов, преимущественно горйых по- род и других слоистых материалов.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей установки рутем послойного разрушения образца растягивакицими усилиями с регулируемым направлением и скоростью развития фронта деформации образца, На фиг. 1 показана схема установки для |ударных испытаний образцов ма,териалов, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. Ь.. I Установка содержит раму 1 с верти- |кальными направляюп ми 2, сбрасыва- емый груз 3, установленный на нап- |равляющих 2, наковальню 4, закреплен- |ную в нижней части рамы 1, ударник 5, Iзакрепленньш на грУзе 3, полый упру- 1гий ципиндр 6, установленный на на- (ковальне 4 перпендикулярно оси нап- 1равляющих 2, захваты 7 дан испытуемо:го образца 8 и механизм 9 для подъе- ма и сброса груза 3. Цилиндр 6 пред- вставляет пространственно упругую кон- iструкцию и захваты 7 в соответствии i с числом слоев разрушения образца 8 iразмещены в полости цилиндра 6-попар- i но соосно друг другу в плоскости, i перпендикулярной оси направляющих 2 : Захваты 7 закреплены на поверхности ; образца 8 зажимами 10 и прикреплены тягами 11, расположенным в плоское- ти размещения захватов 7э к образующей цилиндра 6.«

Ударник 5 имеет обращенные к цилиндру 6 рабочие поверхности 12 и 13 которые наклонены к оси цилиндра 6 под углами в соответствии с заданными направлениями и cкopocтя ш перемещения фронта деформации образца 8 На поверхности образца 8 выполне-- ны иншщируюшре риски 14 для направ- ления.развития фронта трещин.

Установка работает следующим образом.

С помощью механизма 9 сбрасывают груз 3 с ударником 5. В конце падени ударник 5 деформирует цилиндр 6 таКб что первыми деформируются торцы цилиндра 6, фронты деформации цилиндра 6 перемещаются от торцов к центру с различными скоростями и с различ- ной интенсивностью нарастания деформаций, заданными формой рабочей поверхности ударника 5, Так на участке цилиндра 6, обслуживаемом рабочей

поверхностью 12, скорость распространения деформации цилиндров 6 выше, чем на участке, контактирующем с поверхностью 13, но интенсивность нарастания деформаций вьшге на участке, контактирующем с поверхностью 13. Это определяет скорость распростра- , нения волн деформации образца 8 и интенсивность нарастания нагрузок растяжения на нем. При деформировании ци- i линдра 6 его сечения приобретают постепенно эллиптическую форму с большей осью, напрарленной по оси .захватов 7, что приводит к перемещению захватов 7 и деформацию образца 8 послойно распространяющимися по его длине растягивающими нагрузками. Образовавшиеся трещины разрушения перемещаются вдоль инициирующих рисок 14 навстречу друг другу. При слиянии -трещин происходит окончательное разрушение образца 8 с вьщелением остатог чной энергии в виде возбуждения колебаний системы образец - установка, разлета осколков образца 8, нагрев осколков. Параметры разрушения фиксируются. Повторные опыты проводят при новых углах наклона рабочих поверхностей 12, 13 ударника 5, что задает новые параметры распространения волн деформации и трещин разрушения.

Установка обеспечивает послойное ударное деформирование образца с регулируемой скоростью и направлением распространения фронта деформации растяжения по материалу образца, что позволяет исследовать практически важные вопросы энерговыделения при регулируемой скорости развития разрушения, при слиянии фронтов разрушения Эти исследования необходимы для составления баланса энергии разрушения удароопасного массива с целью прогноза ха.рактера еГо разрушения

Формула изобретения

Установка для ударных испытаний образцов материалов, содержащая раму с вертикальными направляющими, сбра- сьшаемый груз, установленный на направляющих, наковахгьню, закрепленную в нижней части рамы, ударник, закрепленный на сбрасываемом грузе, и захваты для образца, отличающаяся тем, что, с целью рас3 . 14621 ширения технологических возможностей установки путем послойного разрушения образца растягивающими усилиями с регулируемым направлением и ско- ростью развития фронта деформации образца, она снабжена полым упругим цилиндром, установленным на наковаль не перпендикулярно оси направляющих, при этом захваты в соответствии с 10 числом слоев разрушения размещены в

5 . полости цилиндра попарно соосно друг с другом в плоскости, перпендикулярной оси направляющих, и прикреплены к поверхности цилиндра посредством тяг, расположенных в этой плоскости, а рабочие поверхности ударника, обращенные к цилиндру, наклонены к его оси под углом в соответствии с заданными направлением и скоростью перемещения фронта деформации образца.

Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности образцов горных пород. Цель изобретения - расширение технол. возможностей установки путем послойного разрушения образца растягивающими усилиями с регулируемым направлением и скоростью развития фронта деформации образца. На раме 1 размещены наковаль ня 4 и вертикальные направляющие (И) 2 для сбрасываемого груза 3с ударником 5. На наковальне 4 установлен упругий полый цилиндр (Ц) 6, ось которого перпендикулярна Н 2. Захваты 7 в соответствии с числом слоев разрушения образца 8 размещены в Ц 6 попарно соосно друг другу в плоскости, перпендикулярной Н 2. В этой плоскости размещены тяги, связывающие захваты 7 с образующей Ц ,6. Обращенные к Ц 6 поверхности 12 и 13 ударника 5 наклонены к его оси под углом в соответствии с заданными направлением и скоростью перемещения фронта деформации образца 8. При сбрасывании груза 3 рабочие поверхности 12 и 13 деформируют Ц 6, начиная с торцов. Фронты деформации Ц 6 перемещаются ОТ торцов к центру с различными скоростями и интенсивностью нарастания деформаций, заданными формой поверхностей 12 и 13, При этом сечения Ц 6 .последовательно приобретают эллиптическую форму с большей осью, направленной по оси захватов 7, Перемещение захватов 7 приводит к деформированию образца 8 послойно распространяющимися по его длине нагрузками. 2 ил. (О (Л 4 О5 1чЭ СП сл Фиг./

Фиг,. 2