Способ определения прочностных параметров материалов на образцах Советский патент 1993 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится преимущественно к области горного дела и предназначено для определения прочностных параметров торных пород и других материалов на образцах.

Целью изобретения является повышение точности и информативности определения прочностных параметров материалов.

Способ поясняется чертежом, где представлены временные зависимости интенсивности акустической эмиссии (АЭ)К|, действующих напряжений а и объемных деформаций образца Јv.

Способ осуществляют следующим образом. Образец с установленным на нем преобразователем АЭ подвергают ступенчато увеличивающейся нагрузке. Величина ступени составляет 0,05-0,2 от разрушающей нагрузки. На каждой ступени определяют интенсивность импульсов АЭ, т.е. количество импульсов за фиксированный промежуток времени, например, за 30 с. Устанавливают время Ati, в течение которого интенсивность АЭ снижается от своего

пикового значения в момент увеличения нагрузки до стабилизированного. После стабилизации интенсивности АЭ переходят на следующую ступень напряжения. Увеличение нагрузки прекращают при скачкообразном увеличении стабилизированного значения N и данную нагрузку принимают за предел прочности при сжатии материала. Кроме того определяют величину нагрузки, при которой наблюдается первый локальный максимум интенсивности АЭ, фиксируемый в момент нагружения. Указанную величину принимают за предел длительной

прочности Oi материала. При описанном режиме нагружения эта точка совпадает с моментом перегиба зависимости Ev(t).

Пример конкретного выполнения способа.

Способ был апробирован при изучении прочностных параметров каменной соли. Образцы в виде кернов диаметром 35 мм и высотой 70 мм нагружали ступенчато с помощью установки ПРГ - 00000. Величина ступени нагружения составляла примерно

СО

с

со

О Ю

о ел

W

0,1 Осж. В процессе нагружения непрерывно регистрировали интенсивность АЭ и объемные деформации образца. Увеличение нагрузки сопровождалось резким возрастанием интенсивности АЭ, которая затем спадала до некоторого стабилизированного значения за время Д ti. После стабилизации интенсивности АЭ переходили на следующую ступень нагружения. Увеличение нагрузки проводили до момента, при котором стабилизированное значение АЭ скачкообразно увеличивалось. Значение этой нагрузки, соответствующее моменту времени t2, принималось за предел прочности образца при сжатии. По результатам измерений были построены временные зависимости интенсивности АЭ и объемной деформации образца, по которым установлено, что в момент времени ti наблюдается четко выраженный локальный максимум интенсивности АЭ, совпадающий с моментом максимального отрицательного уровня объемных деформаций. Нагрузка, действующая при этом на образец, соответствует пределу длительной прочности при сжатии. Предложенный способ позволяет повысить точность и информативность определения прочностных параметров материалов за счет выбора оптимального режима нагружения образцов и введения дополнительного

0

5

0

5

0

информативного параметра, позволяющего определять прочность пород при сжатии. По сравнению с прототипом точность определения предела длительной прочности составляет 12-15%.

Формул а изо бретени я Способ определения прочностных параметров материалов на образцах, включающий нагружение образцов и одновременное измерение интенсивности акустической эмиссии, по которой определяют предел длительной прочности материалов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и информативности определения, нагружение образцов осуществляют ступенчато с фиксированным значением нагрузки, образцы выдерживают при каждом фиксированном значении нагрузки в течение времени спадания интенсивности акустической эмиссии до стабилизированного значения, выявляют первый локальный максимум интенсивности акустической эмиссии, по которому определяют предел длительной прочности материала, и выявляют скачкообразное увеличение стабилизированного значения акустической эмиссии, по которому определяют предел прочности материала при сжатии.

Использование: в области горного дела. Сущность изобретения: осуществляют на- гружение образцов ступенчатого с фиксиро- ванным значением нагрузки, образцы выдерживают при каждом фиксированном значении нагрузки в течение времени спа- дания интенсивности акустической эмиссии до стабилизированного значения, выявляют первый локальный максимум акустической эмиссии, по которому определяют предел длительной прочности материала, и выявляют скачкообразное увеличение стабилизированного значения акустической эмиссии, по которому определяют предел прочности материала при сжатии. 1 ил.