Устройство для определения упругих характеристик материалов Советский патент 1992 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к акустическим измерениям в горных породах и может быть использовано для изучения упругих свойств горных пород.

Известно устройство для определения упругих характеристик материалов, содержащее камеру высокого квазигидростатического давления, два оппозитно размещенных в камере поршня, две взаимодействующие с ними наковальни и два вза- и модейству ющих с наковальнями кольца-держателя закрепленными в них двумя ультразвуковыми преобразователями поперечных волн, взаимодействующих с наковальнями.

Наиболее близким к предлагаемому является устоойст во для определения упругих характеристик материалов, содержащее камеру высокого квззигидростатического дав- ления, два оппозитно размещенных в камере поршня, две взаимодействующие с ними наковальни и два взаимодействующих с наковальнями кольца-держателя с закрепленными в них двумя ультразвуковыми пре- образователями поперечных волн взаимодействующих с наковальнями которое снабжено двумя ультразвуковыми преобразователями продольных волн установленным1/ сооснос преобразоватегч- ми поперечных волн над ними и изолированными от них парами прокладок одна из которых выполнена металлической а другая - из эластичного материала.

Недостатком известного устройства является невысокая точность определения упругих характеристик материалов Несовпадение и перекос вертикальных осей наковапен и камеры высокого давления вызывает неравномерное распределение давления на образец. По этим причинам при проведении опытов появляются ошибки в определении как величины давления, при котором проводятся исследования так и мчч знич упругих характеристик исследуе N с материалов Кроме того, в результате тереко; вертикальных осей наковален воз ,южни, случаи заклинивания поршней в к,- ч т камеры высокого давление рчЗруше, г/1я порычей, а также выхода из строя самои камеры высокого давления

Целью изобретения является повышение очносш определения упругих характеристик за счет исключения несовпадения и перекоса вертикальных осей наковален и камеры высокого квазигидростатического дзвтен/я

На фиг 1 представлена Слема устройства у которого в кольце-поддержке запрессовано два направляющих штока; на фиг 2 - то же фрагмент когда каждый шток

выполнен в виде двух, расположенных по разные стороны кольца-поддержки; на фиг.З - кольцо-поддержка камеры высокого давления с тремя штоками, аксонометрия,

на фиг.4 - то же, с четырьмя штоками, расположенными попарно с каждой стороны кольца-поддержки.

Устройство содержит камеру I высокого квазигидростатического давления два оп0 позитно размещенных в камере 1 поршня 2 две взаимодействующие с ними наковальни 3, два взаимодействующих с наковальнями кольца-держателя 4 с закрепленными в них двумя ультразвуковыми преобразователя5 ми 5 поперечных волн взаимодействующих с наковальнями, два ультразвуковых преобразователя 6 продольных волн которые установлены соосно с ультразвуковыми преобразователями 5 поперечных волн над

0 ними и изолированы от них парами прокладок из которых одна пара прокладок 7 явля ется металлической а другая пара прокладок 8 выполнена из эластичного ма териала

5Кроме того, устройство содержит копьцо-поддержку 9, охвзгывающее камеру высокого квазигидростагического давпе- ния, два демпфера 10, взаимодействующих с ультразвуковыми преобразователями о

0 продольных волн, две взаимодействующие с демпферами гайки 11, четыре изоляционных кольца 12, охватывающих ультразвуке вые преобразователи 5 и 6 два стальных кольца 13, свинцовую оболочку 14 в кого5 рую помещается в процессе спьпоний исследуемый образец выводы 15 и 16 ультразвуковых преобразователей индшс торы 17 часового типа для измерения сме щения поршней в процесса испытаний

0 образца 18 горной породы ,оме того устройство содержит штоки 19 запрессованные в отверстиях 20 кольца-поддержки 9 и движущиеся по скользящей посадке в отверстиях 21 колец-держателей 4.

5Устройство работает следующим иораЧОМ

Перед началом эксперимента испытуемый образец 18 горчой породы укладывают р свинцовую оболочку 14 и помещают ь ка0 меру 1 высокого квазип/.дросгзтического даьлени размещенную в дополнительном свально - кольце-поддержке 9 после чего через стальные уплотнительные кольца 13 к свинцовой оболочке 14 подводятся поршни

5 2 взаимодействующие с наковальнями 3 расположенными Б котьцах-дерчатипях 4 При этом наковальни 3 ориен г.- уют относи ельно камеры 1 тчк чтобы u i 19 запрессованные в о г р, е р с и я 20 пльца-поддержк,; 9 ао . ь сгьг-рггия }

колец-держателей 4. Тем самым производится ориентация и совмещение между собой вертикальных осей камеры 1 и наковален 3.

В процессе испытаний источник давле- ния (не показан) воздействует на стальные кольца-держатели 4, от них на наковальни 3, поршни 2 и через стальные уплотнитель- ные кольца 13 на заключенный в свинцовую оболочку 14 испытуемый образец 18 горной породы. Величина усилия и перемещение поршней 2 контролируются по показаниям индикаторов 17 часового типа.

Выполнение штоков 19 в виде двух (фиг.2), одним концом запрессованных в кольце-поддержке 9, а другим перемещающихся по скользящей посадке в отверстии 21 кольца-держателя 4, облегчает технологию изготовления самого устройства. При таком выполнении штоки 19 могут быть раз- несены один относительно другого на 90° (фиг.4).

Наиболее надежная ориентация камеры высокого давления и наковален обеспечивается при трех штоках (фиг.З). В этом случае полностью исключается несоосность чамеры и наковален и их пепекэс

Формула и зооре ония

Устройство для определения упругих характеристик материалов содержащее ка-

меру высокого квазигидростатического дав ления, кольцо-поддержку, охватывающее ее, два оппозитно размещенных в камере поршня, две взаимодействующие с ними наковальни, два взаимодействующих с наковальнями кольца-держателя с закрепленными в них двумя ультразвуковыми преобразователям поперечных волн, взаимодействующих с наковальнями, два ультразвуковых преобразователя продольных волн, установленных соосно с ультразвуковыми преобразователями поперечных волн и изолированных от них парами прокладок, одна из которых выполнена металлической, а другая - из эластичного материала, отличаю.щееся тем, что, с целью повышения точности определения упругих характеристик за счет исключения несовпадения и перекоса вертикальных осей наковален и камеры высокого квазигидростатического давления, оно снабжено не менее чем двумя штоками расположенными равномерно по окружности в кольце-поддержке, а в кольцах-держателях выполнены соосные со штоками отверстия по числу штоков, штоки запресго ваны Р --еерстия ксльца-поддержки , цы штоков установлены в отверстия колец-держателей с возможностью пеоег г щения

Изобретение относится к акустическим измерениям в горных породах и может быть /7 a 15 Фиг1 использовано для изучения упругих свойств горных пород Целью изобретения является повышение точности определения упругих характеристик за счет исключения несовпа дения и перекоса вертикальных осей нако валеникамерывысокого квазигидростатиче кого давления Устройство содержит не менее двух штоков 19 запрессованных равномерно по окружности в отверстиях 20 кольца-поддержки 9 паке вальни 3 ориентируют относительно камеры 1 так чтобы штоки вошли в отверстия 21 колец-держателей 4 Тем самым произво дится ориентация и совмещение вертикаль ных осей камеры высоко 1 квазигидростатического давления 1 i на , вален 3 4 ил 4J ,Ь 1ГО XI .г-Л 1Ч„ д 19 0

-V- 3

фцг.Ц