Установка для испытания материалов под давлением Советский патент 1982 года по МПК G01N3/10 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ. ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

1

Изобретение относится к испытаниям прочностных свойств материалов и может быть использовано для испытаний образцов при высоких давлениях.

Известно 1 стройство для испытания образцов при высоких давлениях, содержащее камфу давления с глухим отверстием и двумя расположеннь1ми в нем коаксиально плунжерами, связанными между собой испытуемым образцом, которые другими концами связаны с силораспределителями 1.

Недостатком этого устройства является невозможность создания растягивающих усилий в условиях высокого давления.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является установка для испытания материалов под давлением, содержащая камеру давления, заполненную жидкостью и снабженную сквозными соосными цилиндрическими отверстиями разного диаметра, в которые помещены плунжеры, взаимодействующие с испытуемым образцом, причем на внутреннем конце плунжера малого диаметра, связанного с нагружателем растягивающих усилий, выпоЖ1ено устройство крепления образца 2.

Однако устройство имеет сложную систему управления нагружением при испь таниях образца в режиме, когда отнощение главных напряжений не зависит от величины растягивающей нагрузки.

Цель изобретения - повыщение надежности и упрощение конструкции.

Указанная цель достигается тем, что в уста10новке, содержащей камеру давления, заполненную жидкостью и снабженную сквозными соосными отверстиями разных диаметров, в которых размещены плунжеры, взаимодействующие с испытуемым образцом, на внутреннем конце

15 меньщего плунжера, связанного с нагружателем растягивающих усилий, выполнено устронстко крепления испытуемого образна, на внутрег1мем конце большого плунжера диаметра выполнено устройство крепления образца, помещенною и

20 камеру.

На чертеже изображена схема устройства.

Установка содержит камеру 1 с сооспмми цилиндрическими отверстиями, в котормх paj3мещеныплунжеры 2 и 3 разного диаметра, связанные с образом 4, устройствами крепления (не изображены),причем наружный конец меньшего плунжера 3 соединен с узлом 5 нагруженкя. Внутри камеры находится среда, передающая давление, например парафин. Установка работает следующим образом. К плунжеру 3 с диаметром d посредство узла 5 нагружения прикладывают внещнее усилие F, которое передается связанному с ним образцу 4 с диаметром d, а от последне го-к плунжеру 2 с диаметром dj. При пере мещении плунжера 2 (за счет прикладываемог усилия) относительно камеры 1 давление Р изменяется пропорционально передаваемому ус ЛИЮ F, зависит от него и от соотнощения диа метров плунжеров. При испытании осевое усилие F, приклады ваемое к образцу, уравновещивается его сопротивлениемF 6:,- s где ff-f - растягивающее напряжение в образце Kdo где dp - диаметр образца, и давлением в камере М ( 44 }, где Р - давление; dj и da - диаметры плунжеров (причем ).Приравнивая выражения (1) и (2) ftdS „ м м, -р( и рещая относительно G ., находим, что dijj/ (Л, - Р Поскольку нагружение симметрично относ тельно оси и создается давлением Р, главные напряжения 02 и (з в поперечных сечениях образца равны давлению Р G2(3 Р,(5) а главные напряжения в образце определяются по выражениям (4) и (5). Следовательно, осевое напряжение в образ d|-dt G, -CF, Характер сложного напряженного состояния определяется отнощением главных напряжений G и Ga которое получается из выражений (6) и (5) jl jZ Hi , бг. 5аао Из равенства следует, что отношение главных напряжений и 0 не зависит от величины давления в камере и характер напряженного состояния испытываемого образца (отношение / 0 ) остается постоянным в процессе нагружения. Отношение Сц/б зависит от соотношения диаметров образца и плунжеров, а, следовательно, меняя диаметры возможно изменять схему нагружения, а следовательно и отношение (JVCsПредлагаемое устройство может быть применено при испытании хрупких материалов, где вплоть до разрушения несущественно меняется поперечное сечение образца и обеспечивается нагружение, близкое к простому. Изобретение упрощает конструкцию при испытании образцов с пропорциональным нагружением как на статическое, так и на динамическое растяжение. I Формула изобре те н и я Установка для испытания материалов под давлением, содержащая камеру давления, заполненную жидкостью и внабженную скозными соосными цилиндрическими отверстиями разного диаметра, в которые помещены плунжеры, взаимодействующие с испытуемым образцом, причем на внутреннем конце плунжера малого диаметра, связанного с нагружателем растягивающих усилий, выполнено устройство крепления образца, отлич. ающаяся тем, что, с целью повьш1ения надежности и упрощения конструкции, на внутреннем конце плунжера больщого диаметра установлено устройство крепления образца, помещенного в камеру. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 416591, кл G 01 N 3/10, 1974, 2.Пью X. Л. Механические свойства материалов под высоким давлением Мир, 1973, с. 23-24, фиг. 3 а (прототип).