Устройство для моделирования нагрузок на массивное сооружение Советский патент 1977 года по МПК G01M19/00 E02B1/02 

1

Изобретение относится к моделям сооружений, преимущественно гидротехнических, и может быть использовано для моделирования нагрузок на них.

Известно устройство для моделирования нагрузок на массивное сооружение, преимущественно плотину, включающее модель сооружения с образованными в ней каналами для анкеров и тяг с нагрузочным приспособлением 1.

Это устройство наиболее близко к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Недостатками известного устройства являются:

1)наличие в модели каналов различной, в зависимости от положения анкера, длины, что приводит к неравномерному ослаблению сечения модели и к искажению подобия, так как с глубиной прочность и жесткость массива уменьшаются;

2)концентрация напряжений под анкером на небольшом по высоте участке, что вызывает нежелательные деформации и ведет к образованию полостей под анкером и трещин в направлении перпендикулярном тяге;

3)анкер представляет собой жесткое и прочное включение, являющееся концентратором напряжений и искажающее характер сопротивления массива нагрузки.

С целью приближения условий моделирования к натуральным в предлагаемом устройстве каналы для анкеров и тяг выполнены сквозными, а каждый анкер имеет вид ци

линдра, заключенного в эластичную оболочку. На чертеже изображено устройство для моделирования нагрузок на массивное сооружение, вертикальный разрез.

Устройство включает модель 1 массива, в

которой выполнены каналы 2, тягу 3, анкер 4, заключенный в эластичную оболочку (прокладку) 5, вообрал аемый расчетный объем 6 модели и нагрузочное приспособление в виде пружины 7 для возбуждения усилия в тяге. Канал 2 пересекает модель 1 по всей ее высоте. Тяга 3 связана с жестким анкером 4, который посредством эластичной оболочки (прокладки) 5 связан с моделью по длине, соответствующей воображаемому расчетному

объему 6.

Устройство работает следующим образом. При возбуждении пружиной 7 в тяге 3 усилия, соответствующего весу объема 6, прокладка 5 деформируется и передает усилие на

модель 1 массива, главным образом, касательными напряжениями.

Наличие в модели массива равномерно распределенных сквозных каналов 2, используемых для пропуска тяг 3 и для заделки анкеров 4, обеспечивает ее однородность по высоте при достаточно малых диаметрах каналов или расстояний между ними. Так как анкер 4 связан с моделью массива через нрокладку 5 на большой длине канала 2, концентрация напряжений менее опасна, а анкер 4 не является концентратором напряжений и практически не армирует материал модели.

Вследствие того, что площадь поперечного (горизонтального) сечения анкера 4 меньше площади сечения канала 2, анкер не препятствует устройству каналов вблизи его собственного канала, и степень дисперсии нагрузки веса или высота (толща) моделируемого массива могут быть больщими, чем в известном устройстве, и определяются из условия допускаемой анизотропии модели и др. Наличие сквозного канала и то, что диаметр анкера меньше диаметра канала, позволяет производить заделку анкера с тягой после изготовления модели с каналами.

Диаметр канала 2 выбирают такой величины, чтобы касательные нанряжения в прокладке 5 были достаточно малыми, а толщину и эластичность прокладки принимают из условия заданного характера распределения этих напряжений по длине анкера 4. Диаметр канала также зависит от необходимого (например, из условия смещений при разрушении массива) зазора между стенкой канала и тягой, от допускаемой степени местной неоднородности материала модели, от прочности материала тяги. Частота расположения каналов зависит от необходимой степени дисперсии нагрузки веса по модели массива и от его высоты. Так как сечения модели ослабляются больще в направлении поперек каналов, то ири значительной величиие суммарного на единицу площади продольного сечения каналов анизотропия может составить заметиую величину. Если по условиям моделироваиия такая анизотропия не должна иметь места, то в модели могут быть выполнены, например, дополнительные каналы в поперечных направлениях.

Формула изобретения

Устройство для моделирования нагрузок на массивное соорз жение, преимущественно плотину, включающее модель сооружения с образованными в ней каналами для анкеров и тяг с нагрузочным приспособлением, отличающееся тем, что, с целью приближения Зсловий моделирования к натуральным, каналы для анкеров и тяг выполнены сквозными, а каждый анкер имеет вид цилиндра, заключенного в эластичную оболочку.

Источники ииформации, принятые во внимание при экспертизе

1. Арочное плотиностроение (материалы совещания по вопросам проектирования и строительства арочных плотин). Под ред. ироф. В. С. Эристова. М.-Л., «Энергия, 1965, с. 106, рис. 3.

У