Установка для испытания образцов материалов при затухающих колебаниях нагрузки Советский патент 1990 года по МПК G01N3/32 G01N33/24 

Изобретение относится к установкам для исследования деформационных свойств материалов, преимущественно образцов горных пород при затухающих колебаниях нагрузки.

Цель изобретения - приближение условий испытаний образцов горных пород к реальным условиям силовой обработки элементов слоистого горного массива за счет обеспечения взаимодействия между группой образцов и их участками.

На чертеже представлена схема предложенной установки, общий вид.

Установка содержит станину 1, захваты 2 для образца 3, связанный с захватами механизм нагружения, включающий рычаг 4, установленный на нем груз. 5 и привод 6 смещения груза.

Механизм нагружения выполнен в виде набора связанных друг с другом зубчатых колес 7, установленных в одной плоскости порядно с числом рядов 8, 9 и 10 в соответствии с числом испытуемых образцов 3, И и 12 и с числом колес в ряду в соответствии с числом участков деформирования образца. Захваты 2 закреплены на торцовых поверхностях колес 7. Рычаг 4 ради- ально закреплен на одном из колес.

Захваты 2, 13 выполнены в виде упоров, попарно установленных на коСП

СО 0

ьэ

СП ч1

лесах на разных расстояниях от оси вращения колес в зависимости от расстояния между точками приложения изгибающей нагрузки к образцам. Захваты выполнены в виде упоров, образующих пары, причем расстояние между упорами в паре зависит от схемы наг- ружения всей группы образцов так, что чем больше это расстояние и на большем радиусе вращения расположены пары, тем позднее включается в деформацию данный образец. При расстоя- ,нии между упорами в паре, равном ширине образцов, все образцы включают- ся в деформирование одновременно. Привод смещения груза выполнен в виде зубчатого колеса 6 с рукояткой 14, установленных на каретке 15, зубчатого сектора 16, связанного с колесом, подпружиненного фиксатора 17, взаимодействующего с рычагом 4, и механизма 18 выключения фиксатора, выполнен- иого в виде электромагнитной катушки взаимодействующей с фиксатором 17.

Установка работает следующим об- р ачом,

Посредством рукоятки 14 вращают колесо 6 и перемещают каретку 15 с фиксатором 18 вдоль сектора 16. При этом происходит поворот рычага 4 с грузом 5 и поворот колес 7. Захваты 2 и 13 деформируют образцы 3, И и 12 до заданной деформации. Подают ток в -электромагнитную катушку 1 8, фиксатор 47 смещается и освобождает рычаг 4, Под действием груза 5 и упруго о восстановления изогнутых образцов 3, И и 12 происходят возвратно- вращательные движения колес 7 с затухающей амплитудой и со знакопеременным деформированием образцов и их участков с затухающей амплитудой деформации изгиба. После полного зату

хания колебаний нагружение повторяют

при новой начальной деформации образ- цок, что регулируется новым начальным положением рычага 4, при новых параметрах циклов, что достигается изменением веса груза и его положения на рычаге (с ростом веса груза уменьшается скорость снижения амплитуды колебания, с увеличением радиуса поворота рычага увеличивается период повторных колебаний), изменением порядка включения образцов в процесс деформирования, что регулируется изме нением расстояния между парами упо рев Р захватах.

д 5

„

5

0

5

5

В ходе опыта регистрируют величины деформации участков образцов (с помощью типовых датчиков деформации изгиба, установленных на колесах и не показанных на чертеже) и величины изгибающих нагрузок на каждом участке (с помощью не показанных на чертеже силоизмерителей, встроенных в захваты). Б результате обработки этих данных получают полную картину деформирования образцов и участков при возбуждении в них затухающих колебаний изгибающей нагрузки.

Образцы в форме пластин или кернов получают из конкретных слоев горного массива, работу которого изучают. Параметры нагружения (величины деформаций, интервалы времени между нагружениями) задают в соответствии с реальной обстановкой в массиве, определенной по натурным измерениям или из технологических схем отработ-. ки участка и его крепления. Формула изобретения

Установка для испытания образцов материалов при затухающих колебаниях нагрузки, содержащая станину, размещенный на ней механизм нагружения, включающий рычаг с установленным на нем грузом и привод перемещения рычага, и захваты для образцов, связанные с механизмом нвгружения, отличающаяся тем, что, с целью приближения условий испытаний образцов горных пород к реальным условиям силовой обработки элементов слоистого горного массива путем обеспечения взаимодействия между группой образцов и их участками, механизм нагружения включает расположенные в одной плоскости параллельные ряды находящихся в зацеплении друг с другом зубчатых колес, одно из которых соединено с рычагом, зубчатые колеса одного ряда предназначено для взаимодействия с соответствующим образцом и находятся в зацеплении с соответствующими колесами смежного ряда, захваты выполнены каждый в виде двух пар упоров, установленных на соответствующих колесах симметрично относительно прямой, проходящей через центры колес соответствующего ряда и совпадающей с осью соответствующего образца, упоры каждой пары размещены по разные стороны от оси соответствующего колеса на одинаковом расстоянии друг от друга для пар каждого ряда.

11 Ю

Изобретение относится к установкам для исследования деформационных свойств материалов, преимущественно образцов горных пород при затухающих колебаниях нагрузки, и позволяет приблизить условия испытаний образцов горных пород к реальным условиям силовой обработки элементов слоистого горного массива за счет обеспечения взаимодействия между группой образцов и их участками. На станине 1 установлен механизм нагружения с захватами 2, 13 для образцов 3, 11, 12, рычагом 4, грузом 5 и приводом 6 смещения груза. Механизм нагружения выполнен в виде набора связанных между собой зубчатых колес 7 с числом рядов по числу образцов и с числом колес в ряду по числу участков нагружения образца. С помощью привода 6 смещают рычаг 4 с грузом 5, затем включают фиксатор 17, который освобождает рычаг. Качаясь, рычаг с грузом вызывает затухающие колебания нагрузки на образцы. 1 ил.