УСТРОЙСТВО для ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Советский патент 1973 года по МПК G01N3/10 G01B5/30 

1

Изобретение относится к области лабораторных испытаний строительных материалов, в частности к исследованию зависимости между деформациями и действующими напряжениями в таких материалах, как битумы, асфальты, искусственные смолы и др.

Известны устройства для физико-механических испытаний строительных материалов, включающие нагрузочные плиты, к одной из которых присоединен шарнирный -рычаг с подвижным грузом, снабженным собственным приводом, и датчик равновесия шарнирного рычага.

Цель изобретения - обеспечение испытаний в широком диапазоне значений нагрузки и скорости, ее приложения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство выполнено с дополнительным рычагом, связанным со свободной на грузочной плитой и опертьш концами Hia 1подъемные винты привода, соединенного электрически с переключателем питания, который посредством датчика равновесия шарнирного рычага электрически связан с приводо М подвижного -гру за.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Рабочими ортанами устройства для испытания материалов служат параллельные нагрузочные плиты / и 2, между которыми помещен образец 3 испытуемого материала или связанное с ним вспомогательное устройство (на чертеже не показано). Нижняя нагрузочная плита / снабжена приводом 4, который

состоит из электродвигателя 5 и редуктора 6, включающего, в частности, сменные шестерни 7 и дополдантельный рычаг 8, установленный на нодъемные винты 9 и W. Верхняя нагрузочная плита 2 шарнирНО связана с рычаго,м // вблизи его неподвижной опоры 12. На шарнирном рычаге // помещен подвижный груз 13 с приводом 14, состоящим из электродвигателя /5 и редуктора 16 с парой сменных шестерен 17. Противовес 18 прикреплен нитью к шарнирному рычагу // вблизи его свободного конца, являющегося подвижным элементом датчика 19 равновесия шарнирного рычага с контактами 20 и 21.

Переключатель 22 питания приводов 4 и 14 связан: проводами также с электросетью непосредственно и через датчик 19 равновесия шарнирного рычага.

Устройство позволяет проводить испытания образцов материалов при одном из следующих четырех режимов: при постоянной скорости деформации; при отсутствии деформации предварительно напряженного образца (релаксациоипая схема), при постоянной величине нагрузки; при постоянной скорости возрастання нагрузки.

Для испытания при постоянной скорости деформации груз 13 устанавливают в нулевое (на чертеже - крайнее правое) положение, а электродви-гатель 15 с П01мощыо переключателя 22 .присоединяют -к сети через датчик 19 равновесия рычага 11. С помощью сменных шестерен 7 и других органов настройки редуктора 6 привода 4 устанавливают требуемую скорость п.одачи Н1а,грузочной п-литы /, а с пом:0и1,ью сменных шестерен 17 редуктора 16 подвижного груза 13 устанавливают такую скорость перемещения его по рычагу 11, чтобы скорОСть возрастания нагруз:ки была не ниже ожидаемой скорости возрастания внутрениого напряжения в образце 3 при заданной скорости деформации. О.бразец 3 помещают на нагрузочную плиту 1 и осторожно поднимают ее с помощью ручного или механического привода до соприкосновения образца с нагрузочной плитой 2.

Испытание начинают включением вручную синхронного электродвигателя 5. По мере деформирования образца 3 в нем возрастают внутренние напряжения;, которые передаются чер.ез плиту 2 На шарнирный рычаг 11 и выводят его из равновесного положения. Как только конец рычага замкнет контакт 20, включается двигатель .15, и подвижной груз 13 начинает перемещаться по рычагу // в сторону его свободного конца (таа чертеже- влево), в силу чего возрастает давл1ен«е его на плиту 2. Движение груза 11 прекращается, когда давление плиты 2 на образец уравновесит его внутреннее напряжение, вследствие чего Шарнирн.ый рычаг // возвратится в ра-внОВесное положение и разом кнет контакт 20.

Продолжающийся ра-вломерный подъем нагрузочной плиты / вновь вызывает повышение напряжения в образце 3, нарушение равновесия шарнирного рычага // и повторное перемещение груза 13. Подлелшт регистрации скачкообразное изменение суммарной нагрузки на образец, характеризуемое положением подвижного груза Hia рычаге. Испытание заканчивается выключением вручную электродвигателя 5 привода плиты /.

Для испытания по релаксационной схеме электродвигатель 15 подвижного груза 13 присоединяют переключателем 22 к сети через датчик 19 равновесия рычага //. Перед началом апыта в, образце 5, установленном между нагрузочными плитами / и 2, создают некоторое напряженное состояние путем дефор,мирования его с постоянной скоростью.

Испытание по релаксационной схеме начинают с выключения вручную электродвигателя 5 привода плиты 1 и прекращения дальнейшего деформирования. образ.ца 3. В этот момент подвижной груз 13 должен находить.ся на шарнирном рычаге 11 в положении, обеспечивающем равновесие последнего, т. е. равенство нагрузка на .плиту 2 и суммарного сопротивления образца 3.

В результате р.ассасывания (релаксации) внутренних напряжений в образце 3 его противодействие давлению нагрузочной 1плиты 2 уменьшается и шарнирный рычаг // опускается. Замыкание контакта 21 включает реверсивный двигатель 15 подвижного груза 13, и он перемещается в направлении опоры (на чертеже - вправо) до тех пор, пока не восстановится равновесие рычага 11. Продолж ающееся рассасывание напряжений в образце вновь вызывает нарушение равновесия рычага // и повтор.ное скачкообразное перемещение гр.уза 13, которое и регистрируется во времени. Испытание заканчивается выключением электродвигателя 15 подвижного груза 13 автоматически по достижении им нулевого

положения с по.мащью концевого выключателя, либо вручную в промежуточном положении.

Для испытания при постоянной нагрузке ПОДВИЖ.НОЙ груз 13 с отключенным от сети

электродвигателем 15 устанавливают в положение, абеспечиваю.щее передачу на нагрузочную плиту 2 требуемого усилия, и дают рычагу // опереться концом на контакт 21. Привод 4 плиты. 1 настраивают на скорость

подъема, превыш.ающую ожидаемую скорость деформации образца. О:бразец устанавливают на плите 1 и осторожно поднимают ее вручную или механически до сопрИКосновения абра.зца с нагрузочной плитой 2.

Испытание начинают включением электродвигателя 5 в сеть через датчик ,19 равновесия рычага //. Поскольку в исходном положении контакт 21 замкнут, нагрузочная плита 1 начинает подниматься с образцом до тех пор,

пока он, восприняв полную нагрузку, не поднимет рычаг // в равновесное положение. При этом контакт 21 разомкнется, и движение плиты / с образцом прекратится. Повторные замыкания контакта 21 и (продвижение

вверх плиты / с о.бразцо.м 5 происходят на продолжении всего испытания по мере деформирования образца постоянной нагрузкой. Регистрируются эти скачкообразные перемещения плиты / во времени.

Для испытания при постоянной скорости возрастания нагрузки редуктор 16 подвижного груза 13 настраивают на требуемую скорость повышения нагрузки, и груз устанавливают в нулевое положение (на чертеже -

крайнее правое), при котором шарнирный рычаг // находится в равновесии, и контакты 20 И1 21 разом.кнуты. Настройку привода 4, включение электродвигателя 5, установку образ1ца 3 и подведение его до соприкосновения

с нагрузочной, плитой 2 выпол.няЮТ, как при

предыдущей схеме испытания, однако плита /

остается при этом неподв.ижной, поскольку

контакт 21 разомкнут.

Испытание начинают включением вручную

электродвигателя 15 подвижного груза 13. Груз начинает двигаться к свободному колцу рычага // (Hia чертеже - влево), нагрузка на образец 3 возрастает и вызывает его деформацию.. Шарнирный рычаг 11 периодически

вы.ходит из равновесия, замыкает контакт 21

и авто.матически вызывает кратковременные поднятия плиты / для компенсации деформации, как это Происходит и при предыдущей схеме испытания.

Регистрадию передвижения груза .13 по рычагу // и, следовательно, из менения во времени суммарной нагрузки на образец 3 при испытании по двум первым схемам можно осуществлять визуально по указателю, укрепленному Грузе 13 и скользящему по щкале на рыча:ге //, ли-бо записывать автоматически на барабане с часовым механ-излюм, помещенном в подвиж.ном грузе 13. Целесообразно сочетание автоматической записи с периодическими контрольными визуальными отсчетами. Движение вагрузочной плиты / и, следовательно, ход суммарной деформации образца 5 во времени можно регистрировать визуально или автоматически с помощью любых известных приборов для за;мера смещения плиты относительно неподвижной станины машины. Для той же цели может служить барабан с ч-асо:вым механизмом, записывающий движение подъемного винта 10.

6

Помимо осевого сжатия образца 3 между н агрузочньпги плитами / и 2 применение соответствующих вспомогательных устройств позволяет осуществлять его осевое растяжение и поперечный изги1б, а при необходимости и другие формы нагружения.

Предмет изобретения

Устройство для физико-меха1 ическнх испыта.ний строительных материалов, включающее нагрузочные плиты, к одной из которых присоединен; щарнирный рычаг с подвижным грузол, снабл енным собственным приводом, и датчик равновесия щарнирного рычага, отличающееся тем, что, с целью обеспечения испытаний в щироком днапазо1 е значений нагрузки и скорости ее приложения, устройство выполнено с дополнительным р-ычагом, связанным со свободной нагрузочной плитой и опертым концами на подъемные винты привода, соединенного электрически с переключателе.м питания, который посредством датчика равновесия щарнирного рычага электрически связан с привэдом подвижного -груза.

5 i